JP2023090679A - Arrangement of substring in photovoltaic module - Google Patents

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JP2023090679A JP2022199483A JP2022199483A JP2023090679A JP 2023090679 A JP2023090679 A JP 2023090679A JP 2022199483 A JP2022199483 A JP 2022199483A JP 2022199483 A JP2022199483 A JP 2022199483A JP 2023090679 A JP2023090679 A JP 2023090679A
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Abstract

To provide photovoltaic (PV) cell arrays or PV modules for mitigating partial shade and/or mismatch condition in the PV cell arrays and decrease complexity of PV module production.SOLUTION: Regarding static configurations and arrangement of substrings of photovoltaic (PV) cell arrays or PV modules to electrically parallelly connect and spatially distribute substrings in PV cell arrays, substrings of serially electrically connected PV cells may be electrically connected in parallel and arranged such that conductor intersection is minimized or substantially eliminated outside of a junction box. Rear contact PV cells and conductive back sheets are utilized to effectuate electrically parallel connected and spatially distributed substrings.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、2022年11月7日に出願された「Arrangements of Substrings in Photovoltaic Modules」と題する米国仮特許出願第63/423,182号の優先権を主張し、2022年1月19日に出願された「Arrangements of Substrings in Photovoltaic Modules」と題する米国仮特許出願第63/300,847号の優先権を主張し、2021年12月17日に出願された「Arrangements of Substrings in a Photovoltaic Module」と題する米国仮特許出願第63/290,767号の優先権を主張し、2021年12月17日に出願された「Arrangements of Substrings in Conductive Backsheet Photovoltaic Modules」と題する米国仮特許出願第63/290,983号の優先権を主張する。前述の出願の全ての内容は、当該出願の全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(Cross reference to related applications)
This application claims priority from U.S. Provisional Patent Application No. 63/423,182, entitled "Arrangements of Substrings in Photovoltaic Modules," filed November 7, 2022 and filed January 19, 2022. U.S. Provisional Patent Application No. 63/300,847, entitled "Arrangements of Substrings in Photovoltaic Modules," filed Dec. 17, 2021; Module" and U.S. Provisional Patent Application No. 63/290, entitled "Arrangements of Substrings in Conductive Backsheet Photovoltaic Modules," filed Dec. 17, 2021, claiming priority from U.S. Provisional Patent Application No. 63/290,767, entitled 983 priority is claimed. The entire contents of the aforementioned application are incorporated herein by reference in their entirety.

(発明の分野)
本開示の態様は、一般に、光起電力(photovoltaic、PV)モジュール及び設備に関する。特に、本開示の1つ以上の態様は、不整合状態の緩和を改善するPVモジュールにおけるPVセルサブストリングの静的な配列のための装置、システム、及び方法、並びにPVモジュール及びPVセルアレイの効率を改善するための装置、システム、及び方法に関する。
(Field of Invention)
Aspects of the present disclosure relate generally to photovoltaic (PV) modules and installations. In particular, one or more aspects of the present disclosure provide apparatus, systems, and methods for static alignment of PV cell substrings in PV modules that improve mitigation of mismatch conditions and efficiency of PV modules and PV cell arrays. Apparatus, systems and methods for improving

世界が非再生可能エネルギー源から離れるにつれて、効率的で信頼性のある再生可能エネルギー源の必要性がますます重要になっている。1つの重要な再生可能エネルギー源は、光起電力(PV)電気エネルギーである。費用効率が高くクリーンなエネルギーの選択肢として、光起電力は、非再生可能エネルギー源からの転換にとって極めて重要である。 As the world moves away from non-renewable energy sources, the need for efficient and reliable renewable energy sources becomes increasingly important. One important renewable energy source is photovoltaic (PV) electrical energy. As a cost-effective and clean energy option, photovoltaics are extremely important for conversion from non-renewable energy sources.

しかしながら、現在のPV解決策には限界がある。PVエネルギー生産における1つの主要な制限は、不整合又は部分的な遮光状態の問題である。現在、PVモジュールから有用な電力を得るために、複数のPVセルがストリングにおいて直列に接続されて、ストリングから有用な電位及び電流出力を提供する。しかしながら、直列に接続されたストリング内の1つ以上のPVセルが、部分的又は完全な遮光に起因して照射の低減及び電流生産の低減を被る場合、直列に接続されたストリング全体の生産は低減され、健全なセルは順方向にバイアスされることになる。更に、生産セルにわたる順方向バイアスは、低減されたセルを逆方向バイアスし得、ストリング内の生産PVセルの電流は、低減されたセル内で放散され、「ホットスポット」及びPVモジュールへの可能な損傷を引き起こし得る。 However, current PV solutions have limitations. One major limitation in PV energy production is the issue of mismatch or partial shading conditions. Currently, to obtain useful power from a PV module, multiple PV cells are connected in series in a string to provide useful potential and current output from the string. However, if one or more PV cells in a series-connected string suffers reduced illumination and reduced current production due to partial or complete shading, the production of the entire series-connected string is Reduced, healthy cells will be forward biased. Furthermore, the forward bias across the production cells may reverse bias the depleted cells, and the current of the production PV cells in the string will be dissipated in the depleted cells, creating “hot spots” and potential for PV modules. can cause serious damage.

本開示の態様は、上記の技術的問題及び/又は他の技術的課題のうちの1つ以上を克服する技術的解決策を提供する。本開示の態様は、加えて、光起電力(PV)モジュール及び/又はPVセルアレイのための効率の改善及び不整合状態の緩和に関する。例えば、本開示の1つ以上の態様は、光起電力(PV)セル、サブストリング、及びアレイの静的な配列、トポロジ、及び電気的接続に関する。加えて、態様は、そのようなPVセルアレイの配列及びトポロジを実現するためのリアコンタクトPVセル及び導電性バックシートの使用に関する。更に、態様は、本開示の様々な態様を利用するルーフタイルPVセルアレイに関する。本明細書に記載の態様は、PVエネルギー生成を様々に改善するためにパワーエレクトロニクスをPVセルアレイに組み込むことに更に関する。 Aspects of the present disclosure provide technical solutions that overcome one or more of the above technical problems and/or other technical challenges. Aspects of the present disclosure additionally relate to efficiency improvement and mismatch mitigation for photovoltaic (PV) modules and/or PV cell arrays. For example, one or more aspects of the present disclosure relate to static arrangement, topology, and electrical connection of photovoltaic (PV) cells, substrings, and arrays. In addition, aspects relate to the use of rear-contact PV cells and conductive backsheets to achieve such PV cell array arrangements and topologies. Further, aspects relate to roof tile PV cell arrays that utilize various aspects of the present disclosure. Aspects described herein further relate to incorporating power electronics into PV cell arrays to variously improve PV energy production.

本開示のいくつかの特徴は、添付の図面において、限定としてではなく、例として提示されている。図面において、同様の数字(例えば、同じ2つの数字で終わる数字)は同様の要素を参照し得る。
本明細書に記載する本開示の1つ以上の態様による、例示的な光起電力(PV)モジュール及びPVセルアレイを図示する。 図1AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図2AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図3AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図3CのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図3EのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示による、インターリーブ構成を有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図3GのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 部分的な遮光状態のコンテキストにおける、図3GのPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 本開示による、インターリーブ構成を有するPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図3JのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図4AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図5Aの例示的なPVモジュール及びPVセルアレイの例示的な電気回路図を図示する。 本明細書に記載する本開示の1つ以上の態様による、PVセルアレイを有する例示的なPVモジュールを図示する。 図6AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を示す。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVモジュール及びPVセルアレイを図示する。 図7AのPVモジュール及びPVセルアレイの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 本明細書に記載する本開示の1つ以上の態様による、1/2カットPVセルアレイを有する例示的な2行サブストリングPVモジュールを図示する。 図10A及び図10Bの例示的な分散PVセルアレイの例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な導電性バックシートを図示する。 複数の厚さを有する図9Aの例示的な導電性バックシートの断面図を図示する。 PCBタイプのバックシートとしての図9Aの例示的な導電性バックシート901の断面を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な3×3サブストリング全交差結合(total-cross tied、TCT)分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 図10Aの分散PVセルアレイの分散サブストリングの例示的なレイアウトを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な4×4交差結合分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 図11AのPVセルアレイの例示的な分散サブストリング配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な3×2分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 図11Cの例示的な3×2PVセルアレイの例示的な物理的分散サブストリング配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11C及び図11Dの例示的な分散PVセルアレイの例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な2×6分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Fの例示的な2×6分散PVセルアレイの例示的な物理的配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な2×5分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Hの例示的な2×5分散PVセルアレイの例示的な物理的配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Gの分散PVセルアレイの例示的な電気的相互接続方式を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Iの分散PVセルアレイの例示的な電気的相互接続方式を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Gの分散PVセルアレイの例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Iの分散PVセルアレイの例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な2×5分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図11Nの例示的な2×5分散PVセルアレイの例示的な物理的配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図12Bの例示的な4×4PVセルアレイの部分的に遮光された例示的な物理的分散サブストリング1002の配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図12Aの例示的な部分的に遮光された物理的分散サブストリング配列の例示的な電気的相互接続方式を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、2×2TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイの例示的な電気的相互接続性を図示する。 図14Aのサブストリングの例示的な空間的分散物理的配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図14A及び図14Bの2×2TCT及び空間的分散PVセルアレイ及びPVモジュールの例示的なルーフタイルPVセルアレイトポロジを図示する。 本開示による、図15の例示的なTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なルーフタイルPVセルアレイ及び例示的なルーフタイルPVモジュールを図示する。 図17の例示的なルーフタイルPVセルアレイを実現するための例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、図14A及び図14Bの2×2TCT及び空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ及びPVモジュールの例示的なルーフタイルPVセルアレイトポロジを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な垂直ルーフタイルPVセルアレイを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、PVセルアレイ側に近接して配設された例示的なジャンクションボックスを有する例示的なTCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Cを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、2つのジャンクションボックスを有する例示的なTCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイを図示する。 本開示の接続されたルーフタイルPVモジュールのシステムを図示する。 図19Aの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 図19Bの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 図19Cの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、1×8完全並列ルーフタイルPVセルアレイの例示的な電気回路図を図示する。 図21Aの完全並列PVセルアレイの例示的な物理的配列を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ及び例示的な完全並列ルーフタイルPVモジュールを図示する。 例示的な完全並列ルーフタイルPVモジュール及び例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイの別の例示的なトポロジを図示する。 U字形状のサブストリングを備える例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイの例示的なトポロジを図示する。 U字形状のサブストリングを備える例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイの例示的なトポロジを図示する。 PVセルアレイの半分につき4つのサブストリングを有する偶数のサブストリングと、中点交差結合導体とを有する図23Aのトポロジを図示する。 PVセルアレイの各半分につき3つ半のサブストリングを有する奇数のサブストリングと、中点交差結合導体とを有する図23Aのトポロジを図示する。 図20Aの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 図20Bの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 図20Cの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシートを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 例示的な延伸一体化カートリッジ電力デバイスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、別の例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的な分割ジャンクションボックス延伸一体化電力デバイスを示す。 本開示の1つ以上の態様による、PVモジュール及びPVセルアレイのコンテキストにおける例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、PVモジュール及びPVセルアレイのコンテキストにおける例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示による、例示的な延伸一体化電力デバイスの例示的な代替構成を図示する。 本開示による、例示的な延伸一体化電力デバイスの例示的な代替構成を図示する。 本開示による、例示的なルーフタイルPVモジュールに装着されるコンテキストにおける例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示による、例示的なルーフタイルPVモジュールに装着されるコンテキストにおける例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、例示的なパワーエレクトロニクスを図示する。 本開示の1つ以上の態様による、モジュールレベルパワーエレクトロニクス(module level power electronic、MLPE)組み込みの様々な実施例を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、モジュールレベルパワーエレクトロニクス(module level power electronic、MLPE)組み込みの様々な実施例を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、モジュールレベルパワーエレクトロニクス(module level power electronic、MLPE)組み込みの様々な実施例を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、モジュールレベルパワーエレクトロニクス(module level power electronic、MLPE)組み込みの様々な実施例を図示する。 本開示の1つ以上の態様による、PVモジュール上又はマルチモジュールレベル上にパワーエレクトロニクス(power electronics、PE)が組み込まれた例示的なPVモジュール及びPVセルアレイ回路を図示する。 サブストリングレベル及びPVモジュール又はマルチPVモジュールレベル上でのPEが組み込まれた例示的なPVモジュール及びPVセルアレイ回路を図示する。
Certain features of the disclosure are illustrated by way of example, and not by way of limitation, in the accompanying drawings. In the drawings, like numbers (eg, numbers ending in the same double digit) may refer to like elements.
1 illustrates an exemplary photovoltaic (PV) module and PV cell array according to one or more aspects of the disclosure described herein. 1B illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module and PV cell array of FIG. 1A. FIG. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 2B illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module and PV cell array of FIG. 2A. FIG. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 3B illustrates an exemplary electrical schematic of the embodiment of the PV module and PV cell array of FIG. 3A. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 3D illustrates an exemplary electrical schematic of the PV module and PV cell array embodiment of FIG. 3C. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array, according to one or more aspects of the present disclosure; 3D illustrates an exemplary electrical schematic of the PV module and PV cell array embodiment of FIG. 3E. FIG. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having an interleaved configuration according to this disclosure; FIG. 3G illustrates an exemplary electrical schematic of the PV module and PV cell array embodiment of FIG. 3G. Figure 3G illustrates the PV module and PV cell array of Figure 3G in the context of a partially darkened state; 1 illustrates a PV module and PV cell array having an interleaved configuration according to the present disclosure; FIG. 3J illustrates an exemplary electrical schematic of the embodiment of the PV module and PV cell array of FIG. 3J. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 4B illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module and PV cell array of FIG. 4A. FIG. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 5B illustrates an exemplary electrical schematic of the exemplary PV module and PV cell array of FIG. 5A; FIG. 1 illustrates an exemplary PV module having a PV cell array, according to one or more aspects of the disclosure described herein; FIG. 6B illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module and PV cell array of FIG. 6A. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array, according to one or more aspects of the present disclosure; 7B illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module and PV cell array of FIG. 7A. FIG. 4 illustrates an exemplary two-row substring PV module having a 1/2 cut PV cell array, according to one or more aspects of the disclosure described herein. 10B illustrates an exemplary conductive backsheet for the exemplary distributed PV cell array of FIGS. 10A and 10B; FIG. 1 illustrates an exemplary conductive backsheet, according to one or more aspects of the present disclosure; 9B illustrates a cross-sectional view of the exemplary conductive backsheet of FIG. 9A having multiple thicknesses; FIG. FIG. 9B illustrates a cross section of the exemplary conductive backsheet 901 of FIG. 9A as a PCB type backsheet. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 3×3 substring total-cross tied (TCT) distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 10B illustrates an exemplary layout of distributed substrings of the distributed PV cell array of FIG. 10A. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 4×4 cross-coupled distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 11B illustrates an exemplary distributed substring arrangement of the PV cell array of FIG. 11A; FIG. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 3×2 distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 11C illustrates an exemplary physically distributed substring arrangement of the exemplary 3×2 PV cell array of FIG. 11C; 11C and 11D illustrate an exemplary conductive backsheet for the exemplary distributed PV cell array of FIGS. 11C and 11D, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 2×6 distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 11F illustrates an exemplary physical arrangement of the exemplary 2×6 distributed PV cell array of FIG. 11F, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 2×5 distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 11H illustrates an exemplary physical arrangement of the exemplary 2×5 distributed PV cell array of FIG. 11H, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 11G illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the distributed PV cell array of FIG. 11G, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 11I illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the distributed PV cell array of FIG. 11I, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 11G illustrates an exemplary conductive backsheet for the distributed PV cell array of FIG. 11G, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 11I illustrates an exemplary conductive backsheet for the distributed PV cell array of FIG. 11I, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 1 illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 2×5 distributed PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 11C illustrates an exemplary physical arrangement of the exemplary 2×5 distributed PV cell array of FIG. 11N, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 12B illustrates an arrangement of exemplary partially shaded physically distributed substrings 1002 of the exemplary 4×4 PV cell array of FIG. 12B, in accordance with one or more aspects of the present disclosure. 12B illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the exemplary partially shaded physically distributed substring array of FIG. 12A, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 1 illustrates an exemplary PV cell array working conductive backsheet, according to one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary PV cell array working conductive backsheet, according to one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary PV cell array working conductive backsheet, according to one or more aspects of the present disclosure; 4 illustrates exemplary electrical interconnectivity of a 2×2 TCT spatially distributed roof tile PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 14B illustrates an exemplary spatially distributed physical arrangement of the substrings of FIG. 14A; 14B illustrates an exemplary roof tile PV cell array topology of the 2×2 TCT and spatially distributed PV cell arrays and PV modules of FIGS. 14A and 14B, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 16 illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary TCT spatially distributed roof tile PV cell array of FIG. 15 according to the present disclosure; 1 illustrates an exemplary roof tile PV cell array and an exemplary roof tile PV module, according to one or more aspects of the disclosure; 18 illustrates an exemplary conductive backsheet for implementing the exemplary roof tile PV cell array of FIG. 17; 14B illustrates exemplary roof tile PV cell array topologies of the 2×2 TCT and spatially distributed roof tile vertical PV cell arrays and PV modules of FIGS. 14A and 14B, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. 1 illustrates an exemplary vertical roof tile PV cell array, according to one or more aspects of the present disclosure; 1910C illustrates an exemplary TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910C with exemplary junction boxes disposed proximate to the PV cell array side, in accordance with one or more aspects of the present disclosure. 1 illustrates an exemplary TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array with two junction boxes, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates a system of connected roof tile PV modules of the present disclosure; FIG. 19B illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19A. FIG. 19B illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19B. FIG. 19C illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19C. 1 illustrates an exemplary electrical schematic of a 1×8 fully parallel roof tile PV cell array, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; FIG. FIG. 21B illustrates an exemplary physical arrangement of the fully parallel PV cell array of FIG. 21A. 1 illustrates an exemplary fully parallel roof tile PV cell array and an exemplary fully parallel roof tile PV module, according to one or more aspects of the present disclosure; FIG. 4 illustrates another example topology of an example fully parallel roof tile PV module and an example fully parallel roof tile PV cell array; 1 illustrates an exemplary topology of an exemplary fully parallel roof tile PV cell array with U-shaped substrings. 1 illustrates an exemplary topology of an exemplary fully parallel roof tile PV cell array with U-shaped substrings. FIG. 23B illustrates the topology of FIG. 23A having an even number of substrings with four substrings per half of the PV cell array and midpoint cross-coupling conductors. FIG. 23B illustrates the topology of FIG. 23A having an odd number of substrings with three and a half substrings in each half of the PV cell array and midpoint cross-coupling conductors. FIG. 20B illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20A. 20B illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20B. FIG. 20C illustrates an exemplary conductive backsheet that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20C. 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device, according to one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary stretch integrated cartridge power device. 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device, according to one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates another exemplary stretch integrated power device, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary split junction box stretch integrated power device in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device in the context of PV modules and PV cell arrays, according to one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device in the context of PV modules and PV cell arrays, according to one or more aspects of the present disclosure; 4 illustrates an example alternative configuration of an example stretch-integrated power device according to this disclosure; 4 illustrates an example alternative configuration of an example stretch-integrated power device according to this disclosure; 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device in the context of being mounted to an exemplary roof tile PV module according to this disclosure; 1 illustrates an exemplary stretch integrated power device in the context of being mounted to an exemplary roof tile PV module according to this disclosure; 1 illustrates exemplary power electronics in accordance with one or more aspects of the present disclosure; 1 illustrates various examples of module level power electronic (MLPE) integration, according to one or more aspects of the disclosure. 1 illustrates various examples of module level power electronic (MLPE) integration, according to one or more aspects of the disclosure. 1 illustrates various examples of module level power electronic (MLPE) integration, according to one or more aspects of the disclosure. 1 illustrates various examples of module level power electronic (MLPE) integration, according to one or more aspects of the disclosure. 1 illustrates an exemplary PV module and PV cell array circuit with power electronics (PE) integrated on the PV module or on the multi-module level, in accordance with one or more aspects of the present disclosure; Figure 3 illustrates an exemplary PV module and PV cell array circuit incorporating PEs on the substring level and the PV module or multi-PV module level;

添付の図面は、本明細書の一部を構成し、本開示の例を示している。図面に示され、かつ/又は本明細書で考察される実施例は、非排他的であり、本開示を実施し得る方法にはその他の実施例もあることを理解されたい。本明細書に記載するように、光起電力(PV)セルアレイ及びPVモジュールは、直列に接続されたPVセルのサブストリングから構成され得る。直列に接続されたPVセルのサブストリングは、サブストリング内の最も弱いPVセルに従って動作し得る。他の点では正常に照射されたPVセルのサブストリング内の1つ以上のPVセルが遮光又は他の低減された照射照度を受けるとき、遮光されたPVセルは、他の点では正常に照射されたPVセルよりも少ない電流を生み出し、不整合状態を生み出し得る。そのような場合、サブストリング全体は、低減されたレベルで動作し得、正常に照射されたPVセルは順方向バイアスになり得、低減されたPVセルは逆方向バイアスになり、正常に照射されたPVセルによって生み出された過剰エネルギーを吸収し得る。これにより、いくつかの事例では、PVセルアレイのほんの一部のみが遮光されるか又は別様に低減された照射又は生産を受けるとき、PVセルアレイ全体の生産は、最大100%低減され得る。更に、逆方向バイアスされたPVセル(又は他のPV発電機(例えば、サブストリング、PVセルアレイ、PVモジュール、PVモジュールアレイ)におけるエネルギーの吸収は、「ホットスポット」を引き起こし得、PVセル、PVセルアレイ、及び/又はPVモジュールに損傷を与える可能性があり得る。 The accompanying drawings constitute a part of the specification and illustrate examples of the disclosure. It should be understood that the examples shown in the drawings and/or discussed herein are non-exclusive and that there are other examples of ways in which the present disclosure may be practiced. As described herein, photovoltaic (PV) cell arrays and PV modules may be composed of substrings of PV cells connected in series. Substrings of PV cells connected in series may operate according to the weakest PV cell within the substring. A shaded PV cell is otherwise normally illuminated when one or more PV cells in a substring of otherwise normally illuminated PV cells is shaded or otherwise reduced in illumination intensity. PV cells can produce less current and create mismatch conditions. In such cases, the entire substring may operate at a reduced level, with the normally illuminated PV cells becoming forward biased and the reduced PV cells becoming reverse biased and normally illuminated. can absorb the excess energy produced by the PV cells. Thereby, in some cases, the production of the entire PV cell array can be reduced by up to 100% when only a small portion of the PV cell array is shaded or otherwise receives reduced irradiation or production. Furthermore, the absorption of energy in reverse-biased PV cells (or other PV generators (e.g., substrings, PV cell arrays, PV modules, PV module arrays) can cause "hot spots", PV cells, PV Damage to the cell array and/or PV modules may be possible.

本開示の態様は、不整合又は部分的な遮光状態の緩和を改善するためのPVセルアレイ及びPVモジュールの静的再構成に関する。更に、本開示の態様は、不整合緩和を改善することと、PVセルアレイ生産及び製造の改善された方法とに関する。これらの目的のために、本開示のいくつかの態様は、製造及び組み立ての容易さを維持しながら、PVセルアレイ内のサブストリングを様々に配列し、電気的に接続すること(例えば、並列に、直並列に、及び/又は交差結合(例えば、全交差結合(TCT))に関する。これらの目的に加えて、本開示のいくつかの態様は、有益なPVセルの電気的相互接続性を(とりわけ、不整合状態を緩和するために)生み出し、PVセル及びサブストリングの空間的トポロジを変化させるための、導電性バックシート及びリアコンタクトPVセルの使用に関する。そのような構成は、導電性バックシート及びリアコンタクトPVセルを利用する、様々な電気的に接続され空間的に配列されたPVセルアレイの製造及び生産の複雑さの低減と関連付けられ得る。 Aspects of the present disclosure relate to static reconfiguration of PV cell arrays and PV modules to improve mitigation of mismatch or partial shading conditions. Additionally, aspects of the present disclosure relate to improved mismatch mitigation and improved methods of PV cell array production and fabrication. To these ends, some aspects of the present disclosure provide various arrangements and electrical connections (e.g., parallel , series-parallel, and/or cross-coupling (e.g., total cross-coupling (TCT)).In addition to these objectives, some aspects of the present disclosure provide useful PV cell electrical interconnectivity ( More particularly, it relates to the use of conductive backsheets and rear-contact PV cells to create (to mitigate mismatch conditions) and change the spatial topology of PV cells and substrings. It may be associated with reduced manufacturing and production complexity of various electrically connected and spatially arranged PV cell arrays utilizing sheet and rear contact PV cells.

図1Aは、本開示の1つ以上の実施例による例示的なPVモジュール100及びPVセルアレイ110を図示する。多数のPVセルアレイが本明細書に図示され(例えば、横向きPVセルアレイ(例えば、図1A~図5Bに示される)、縦向きPVセルアレイ(例えば、図6A~図7Bに示される)、分散PVセルアレイ(例えば、図10A~図12Bに示される)、ルーフタイルPVセルアレイ(例えば、図14A~図19Dに示される)など)、一般にPVセルアレイと称される。図1Aを参照すると、PVモジュール100Aは、PVセルアレイ110Aを備え得る。PVセルアレイ110Aは、いくつかのサブストリング102(例えば、2行サブストリング102AA、102AB、102ACなどを備え得る。多数のサブストリングが本明細書に記載され(例えば、2行サブストリング102AA、102AB、102ACなど(例えば、図1A~図5Bに示される)、4行サブストリング102BA、102BB、102BC(例えば、図6A~図7Bに示される)、分散サブストリング1002、1402、1502、1602、1702、1802、及び1902(例えば、図9A~図19Dに示される)など)、一般にサブストリングと称される。各サブストリングは、直列に電気的に接続された複数のPVセル(例えば、PVセル104A、104B、104Cなど)を含み得る。多数のPVセルが本明細書に記載され(例えば、104FA、104FB、104FC(例えば、図1Aに示される)、リアコンタクトPVセル904(例えば、図9に示される)など)、一般にPVセルと称される。本開示のPVセルは、単結晶シリコン、多結晶シリコン、薄膜、ガリウムヒ素、多接合、ペロブスカイト、有機太陽電池、色素増感太陽電池、量子ドットなどを含み得る。サブストリングは、フルPVセル(例えば、PVセル104)、1/2カットPVセル(例えば、PVセル804)、1/4カットPVセル、又は本明細書に更に詳細に記載する任意の部分的カットPVセルから形成され得、及び/又はそれらを備え得、本明細書では一般にPVセルと称される。更に、サブストリングは、任意の数のPVセルを含み得る。サブストリング内のPVセルは、正端子及び負端子を有し得、電気的に直列に接続されてサブストリングを形成し得る。例えば、PVセル104FAの正端子は、PVセル104FBの負端子に接続され得、PVセル104FBの正端子は、PVセル104FCの負端子に接続され得る。したがって、サブストリングは、正端子(例えば、正端子103)及び負端子(例えば、負端子105)で終端し得る。 FIG. 1A illustrates an exemplary PV module 100 and PV cell array 110 according to one or more embodiments of the present disclosure. Multiple PV cell arrays are illustrated herein (eg, horizontal PV cell arrays (eg, shown in FIGS. 1A-5B), vertical PV cell arrays (eg, shown in FIGS. 6A-7B), and distributed PV cell arrays. (eg, shown in FIGS. 10A-12B), roof tile PV cell arrays (eg, shown in FIGS. 14A-19D), etc.) are commonly referred to as PV cell arrays. Referring to FIG. 1A, a PV module 100A may comprise a PV cell array 110A. PV cell array 110A may comprise a number of substrings 102 (e.g., two row substrings 102AA, 102AB, 102AC, etc.). 102AC, etc. (eg, shown in FIGS. 1A-5B), 4-row substrings 102BA, 102BB, 102BC (eg, shown in FIGS. 6A-7B), scattered substrings 1002, 1402, 1502, 1602, 1702, 1802 and 1902 (eg, shown in FIGS. 9A-19D), etc.), each substring comprising a plurality of PV cells electrically connected in series (eg, PV cell 104A). , 104B, 104C, etc. A number of PV cells are described herein (eg, 104FA, 104FB, 104FC (eg, shown in FIG. 1A), and rear contact PV cells 904 (eg, shown in FIG. 9). ), etc.), commonly referred to as PV cells The PV cells of the present disclosure include monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, thin film, gallium arsenide, multijunction, perovskite, organic solar cells, dye-sensitized solar cells, quantum Dots, etc. A substring can be a full PV cell (e.g., PV cell 104), a half-cut PV cell (e.g., PV cell 804), a quarter-cut PV cell, or more detailed herein. The substrings may be formed from and/or comprise any of the partially cut PV cells described, and are generally referred to herein as PV cells, and may include any number of PV cells. The PV cells within a substring may have positive and negative terminals and may be electrically connected in series to form a substring, for example, the positive terminal of PV cell 104FA connects to the negative terminal of PV cell 104FB. , and the positive terminal of PV cell 104FB can be connected to the negative terminal of PV cell 104FC, thus the substring terminates at a positive terminal (eg, positive terminal 103) and a negative terminal (eg, negative terminal 105). can.

サブストリング102は、電気的に互いに並列に接続されて、電気的に直列に接続されたPVセル104の電気的に並列に接続されたサブストリング102のPVセルアレイ110を確立し得る。PVセル104、サブストリング102、PVセルアレイ110、及びPVモジュール100は、全てPV発電機の実施例である。サブストリング102は、任意の数のPVセル104(例えば、20個のPVセル、30個のPVセルなど)を備え得る。図1Aに示す黒色の実線は、導電性経路を図示する。導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図1Bは、図1AのPVモジュール100及びPVセルアレイ110Aの実施例の例示的な電気回路図を図示する。 The substrings 102 may be electrically connected together in parallel to establish a PV cell array 110 of electrically parallel-connected substrings 102 of electrically series-connected PV cells 104 . PV cells 104, substrings 102, PV cell array 110, and PV modules 100 are all examples of PV generators. Substring 102 may comprise any number of PV cells 104 (eg, 20 PV cells, 30 PV cells, etc.). The solid black lines shown in FIG. 1A illustrate the conductive paths. Conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 1B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 100 and PV cell array 110A of FIG. 1A.

PVモジュール100又はPVセルアレイ110のいくつかのサブストリング102は、全てのサブストリング端子103、105がPVモジュール100及び/又はPVセルアレイの正中線130に面して終端し得るように、PVモジュール100上に配列され得る。図1A及び図1Bに示すように、PVセルアレイ110は、6つのサブストリング102を含む。代替的に、いくつかの実施例では、PVセルアレイ110には、任意の数のサブストリング102が設けられてもよい。PVモジュール100及び/又はPVセルアレイ110は、第1の半分及び第2の半分を含み得る。サブストリング102の第1の半分は、第1の半分上に配設され得、サブストリング102の第2の半分は、第2の半分上に配設され得る。例えば、6つのサブストリング102(例えば、2行サブストリング102AA~102AF)を有するPVモジュール100の場合、3つのサブストリング(例えば、102AA、102AB、及び102AC)がPVモジュール100の第1の半分に配設され得、3つのサブストリング102(例えば、102AD、102AE、及び102AF)がPVモジュール100の第2の半分に配設され得る。各サブストリングは、少なくとも2つの隣接するサブストリングを有し得る。サブストリング102は、上に(例えば、2行サブストリング102AAは、2行サブストリング102ABの上の隣接と見なされ得る)、下に(例えば、2行サブストリング102ABは、2行サブストリング102AAの下の隣接と見なされ得る)、右に(例えば、2行サブストリング102AFは、2行サブストリング102AAの右の隣接と見なされ得る)、及び/又は左に(例えば、2行サブストリング102AAは、2行サブストリング102AFの左の隣接と見なされ得る)、それらの任意の組み合わせで、隣接サブストリング102を有し得る。サブストリング102は、各サブストリング102の負端子105が第1の隣接するサブストリング102の負端子105に近接して終端し得、各サブストリング102の正端子103が第2の隣接するサブストリング102の正端子103に近接して終端し得るように、PVモジュール100上及び/又はPVセルアレイ110内に配列され得る。この近接配列は、いくつかの場合には、異なるサブストリングの並列接続を簡素化し得る。例えば、2行サブストリング102AAの負端子105は、第1の隣接する2行サブストリング102AB(2行サブストリング102AAの下の)の負端子105に近接して終端し得、2行サブストリング102AAの正端子103は、第2の隣接する2行サブストリング102AF(2行サブストリング102AAの右の)の正端子103に近接して終端し得る。第1の隣接及び第2の隣接という用語は任意であり、参照のためのものであり、例示のみを目的としており、限定することを意図していない。図1A及び図1Bは、サブストリング内接続を図示するが、サブストリング間接続は図示しない。 Some substrings 102 of the PV module 100 or PV cell array 110 are connected to the PV module 100 such that all substring terminals 103, 105 may terminate facing the midline 130 of the PV module 100 and/or PV cell array. can be arranged above. As shown in FIGS. 1A and 1B, PV cell array 110 includes six substrings 102 . Alternatively, in some embodiments, PV cell array 110 may be provided with any number of substrings 102 . PV module 100 and/or PV cell array 110 may include a first half and a second half. A first half of substring 102 may be disposed on the first half and a second half of substring 102 may be disposed on the second half. For example, for a PV module 100 having six substrings 102 (eg, two row substrings 102AA-102AF), three substrings (eg, 102AA, 102AB, and 102AC) are in the first half of the PV module 100. , and three substrings 102 (eg, 102AD, 102AE, and 102AF) may be disposed in the second half of the PV module 100 . Each substring may have at least two adjacent substrings. Substrings 102 are arranged above (e.g., two-row substring 102AA may be considered an adjacent above two-row substring 102AB) and below (e.g., two-row substring 102AB is adjacent to two-row substring 102AA). below), to the right (e.g., two-row substring 102AF may be considered the right adjacency of two-row substring 102AA), and/or to the left (e.g., two-row substring 102AA may be , can be considered the left adjacency of two-row substring 102 AF), and any combination thereof can have adjoining substrings 102 . The substrings 102 may terminate with the negative terminal 105 of each substring 102 proximate to the negative terminal 105 of the first adjacent substring 102 and the positive terminal 103 of each substring 102 to the second adjacent substring. 102 can be arranged on the PV module 100 and/or within the PV cell array 110 such that they can terminate in close proximity to the positive terminal 103 of the PV module 102 . This proximity arrangement can simplify the parallel connection of different substrings in some cases. For example, the negative terminal 105 of the two-row substring 102AA may terminate proximate to the negative terminal 105 of the first adjacent two-row substring 102AB (below the two-row substring 102AA), resulting in a two-row substring 102AA. may terminate adjacent to the positive terminal 103 of the second adjacent two-row substring 102AF (to the right of two-row substring 102AA). The terms first adjacency and second adjacency are arbitrary and are for reference purposes only and are not intended to be limiting. 1A and 1B illustrate intra-substring connections, but not inter-substring connections.

図示の目的のために、各サブストリング102は、サブサブストリングからなる行に更に分割され得、例えば、2行サブストリング102AAは、サブサブストリング、サブサブストリング106AAA及びサブサブストリング106AABからなる2つの行に分割され得る。2行サブストリング102Aの多くの実施例が本明細書に提供され(例えば、102AA、102AB、102ACなど)、一般に2行サブストリング102Aと称され得る。代替的に、サブストリング102は、4つ(本明細書に更に詳細に記載するように)、6つ、8つなどのサブサブストリング106に分割されてもよい。2行サブストリング102Aは、サブサブストリング106、サブサブストリング106AAA及びサブサブストリング106AABからなる2行に配列され得る。上記のように、PVセルアレイ110のサブストリング102の総数の半分は、PVモジュール100及び/又はPVセルアレイ110のいずれかの側に配設され得る。図1A及び図1Bに示すように、2行サブストリング102Aは、PVモジュール100の半分当たりの2行サブストリング102Aの数に2を乗じた数に等しいサブサブストリング106からなる行で、PVモジュール100上に配列され得る。例えば、3つの2行サブストリング102A(例えば、2行サブストリング102AA~102AC)は、PVモジュール100の第1の半分に配設され得、3つの2行サブストリング102A(例えば、2行サブストリング102AA~102AC)は、更に6つのサブサブストリング106に分割され得る。 For purposes of illustration, each substring 102 may be further divided into rows of subsubstrings, for example, two row substring 102AA is split into two rows of subsubstrings, subsubstring 106AAA and subsubstring 106AAB. can be Many examples of two-row substrings 102A are provided herein (eg, 102AA, 102AB, 102AC, etc.) and may be generally referred to as two-row substrings 102A. Alternatively, the substrings 102 may be divided into four (as described in further detail herein), six, eight, etc. subsubstrings 106 . Two-row substring 102A may be arranged in two rows of sub-substring 106, sub-substring 106AAA and sub-substring 106AAB. As noted above, half of the total number of substrings 102 in PV cell array 110 may be disposed on either side of PV module 100 and/or PV cell array 110 . As shown in FIGS. 1A and 1B, the two-row substrings 102A are rows of sub-substrings 106 equal to two times the number of two-row substrings 102A per half of the PV module 100. can be arranged above. For example, three two-row substrings 102A (eg, two-row substrings 102AA-102AC) may be disposed in the first half of the PV module 100 and three two-row substrings 102A (eg, two-row substrings 102AA-102AC) can be further divided into six sub-substrings 106. FIG.

図1A及び図1Bに示すように、各サブサブストリング106は、サブストリング正端子103からサブストリング中点107(例えば、サブストリング電位中点)まで、又はサブストリング負端子103からサブストリング中点107まで延在し得る。PVモジュール100上のサブストリング中点107は、等電位であり得るか、又は同様の動作状態下で実質的に同じ電位を有し得る。いくつかの場合には、本明細書に記載するように(例えば、図3A~図5Bを参照して、サブストリング中点107(及び、いくつかの構成では、例えば、図7Aに関連して記載するように、1/4点及び/又は3/4点)は、サブサブストリングの並列接続を作り出すために、互いに電気的に接続され得る。 As shown in FIGS. 1A and 1B, each sub-substring 106 is either from substring positive terminal 103 to substring midpoint 107 (eg, substring potential midpoint) or from substring negative terminal 103 to substring midpoint 107. can extend up to The substring midpoints 107 on the PV module 100 may be equipotential or have substantially the same potential under similar operating conditions. In some cases, as described herein (eg, with reference to FIGS. 3A-5B, the substring midpoint 107 (and in some configurations, eg, with respect to FIG. 7A) As noted, the 1/4 points and/or 3/4 points) can be electrically connected together to create a parallel connection of sub-substrings.

図2Aは、本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール100及びPVセルアレイ110Aを図示する。図2Aに示す黒色の実線は、導電性経路を図示する。導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図2Bは、図2AのPVモジュール100及びPVセルアレイ110Aの実施例の例示的な電気回路図を図示する。本明細書に記載し、図2A及び図2Bに示すように、サブストリング102(例えば、2行サブストリング102AA~102AF)は、各サブストリング負端子105が第1の隣接するサブストリング102の負端子105に近接して終端し得、各サブストリング正端子103が第2の隣接するサブストリング102の正端子103に近接して終端し得るように配列され得る。次いで、隣接する端子が、電気的に接続され得る。例えば、2行サブストリング102AAの負端子105は、2行サブストリング102ABの負端子105に近接して終端し得、電気的に接続される。加えて、2行サブストリング102AAの正端子103は、2行サブストリング102AFの正端子103に近接して終端し、電気的に接続し得る。そのようなサブストリング102の配列は、生産の複雑さを低減しつつ、PVモジュール100の全てのサブストリング102の並列接続を可能にし得る。例えば、そのような配列は、PVモジュールジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242A)の外側の導体交差(例えば、リボンワイヤなど)を伴わずに、PVアレイ110Aの全てのサブストリング102の並列接続を可能にし、PVモジュール生産のための材料及び労力のコストを低減し得る。隣接するサブストリング端子間のそのような電気的接続は、例えば、リボンワイヤ又は任意の他の導体をPVセル端子に直接はんだ付けすることによって行われ得る。更に、図2A及び図2Bに示すようにサブストリング102を配列することによって、ジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242A)の外側の導体交差が最小限に抑えられ得るか、又は実質的に排除され得る。 FIG. 2A illustrates an exemplary PV module 100 and PV cell array 110A having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure. The solid black lines shown in FIG. 2A illustrate the conductive paths. Conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 2B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 100 and PV cell array 110A of FIG. 2A. As described herein and shown in FIGS. 2A and 2B, substrings 102 (eg, two-row substrings 102AA-102AF) are configured such that each substring negative terminal 105 is the negative of the first adjacent substring 102. It may terminate proximate terminal 105 and may be arranged so that each substring positive terminal 103 may terminate proximate positive terminal 103 of a second adjacent substring 102 . Adjacent terminals can then be electrically connected. For example, the negative terminal 105 of dual row substring 102AA may terminate in close proximity to the negative terminal 105 of dual row substring 102AB and be electrically connected. In addition, the positive terminal 103 of dual row substring 102AA may terminate in close proximity to and electrically connect to the positive terminal 103 of dual row substring 102AF. Such an arrangement of substrings 102 may allow parallel connection of all substrings 102 of a PV module 100 while reducing production complexity. For example, such an arrangement allows for parallel connection of all substrings 102 of PV array 110A without conductor crossings (eg, ribbon wires, etc.) outside the PV module junction box (eg, junction box 242A). and can reduce material and labor costs for PV module production. Such electrical connections between adjacent substring terminals can be made, for example, by soldering ribbon wires or any other conductors directly to the PV cell terminals. Further, by arranging the substrings 102 as shown in FIGS. 2A and 2B, conductor crossings outside the junction box (eg, junction box 242A) may be minimized or substantially eliminated. .

なおも図2A及び図2Bを参照すると、PVセルアレイの例示的な電気回路は、以下のようであり得る、すなわち、2行サブストリング102AAの負端子105は、隣接する2行サブストリング102ABの負端子105に近接して終端し、電気的に接続し得る。2行サブストリング102ABの正端子103は、隣接する2行サブストリング102ACの正端子103に近接して終端し、電気的に接続し得る。2行サブストリング102ACの負端子105は、隣接する2行サブストリング102ADの負端子105に近接して終端し、電気的に接続し得る。2行サブストリング102ADの正端子103は、隣接する2行サブストリング102AEの正端子103に近接して終端し、電気的に接続し得る。2行サブストリング102AEの負端子105は、隣接する2行サブストリング102AFの負端子105に近接して終端し、電気的に接続し得る。2行サブストリング102AFの正端子103は、隣接する2行サブストリング102AAの正端子103に近接して終端し、電気的に接続し得る。上記の例示的な概略図は、導体交差を伴わずに電気的接続を達成し得る、すなわち、ジャンクションボックス242Aの外側の導体交差を大幅に低減する。図2A及び図2Bは、2行サブストリング102Aの実施例を有するサブストリング相互接続方式を図示するが、同じ方式が、より多くの行を備えるサブストリング(例えば、4行サブストリング102Bなど)のために使用され得る。 Still referring to FIGS. 2A and 2B, an exemplary electrical circuit for a PV cell array may be as follows: The negative terminal 105 of two-row substring 102AA is the negative terminal of adjacent two-row substring 102AB. It can be terminated close to terminal 105 and electrically connected. The positive terminal 103 of the double row substring 102AB may terminate in close proximity to and electrically connect to the positive terminal 103 of the adjacent double row substring 102AC. The negative terminal 105 of a double row substring 102AC may terminate in close proximity to and electrically connect to the negative terminal 105 of an adjacent double row substring 102AD. The positive terminal 103 of double row substring 102AD may terminate in close proximity to and electrically connect to the positive terminal 103 of an adjacent double row substring 102AE. The negative terminal 105 of a double row substring 102AE may terminate in close proximity to and electrically connect to the negative terminal 105 of an adjacent double row substring 102AF. The positive terminal 103 of double row substring 102AF may terminate in close proximity to and electrically connect to the positive terminal 103 of an adjacent double row substring 102AA. The exemplary schematic above may achieve electrical connection without conductor crossings, ie, greatly reduces conductor crossings outside junction box 242A. 2A and 2B illustrate a substring interconnection scheme with an example of a 2-row substring 102A, the same scheme works for substrings with more rows (eg, 4-row substring 102B, etc.). can be used for

サブストリング102の全てを電気的に並列に接続するために、残りの接続が行われ得る。そのような残りの接続は、PVモジュール100の正中線130に近接して達成され得、単一のジャンクションボックス242A内で行われ得る。多数のジャンクションボックスが本明細書で参照され(例えば、単一のジャンクションボックス242A、第1のジャンクションボックス242BA、第2のジャンクションボックス242BB、ジャンクションボックス1142、1542、1742、1942など)、一般にジャンクションボックスと称される。いくつかの事例では、全てのサブストリング102は、PVモジュール100の正中線130に近接し、かつそれに面して終端し得る。したがって、PVモジュール正中線130に近接して位置するジャンクションボックス242内にPVモジュールバス及び/又は電線(例えば、導体)を経路指定することは、PVモジュール100の生産の複雑さを低減させ得る。PVセルアレイの正バス及び負バスは、単一のジャンクションボックス242Aに経路指定されてもよく、そこで、正ライン(例えば、導体)が正バスに接続され得、負ラインが負バスに接続され得る。例えば、導体(例えば、リボンワイヤ)は、2行サブストリング102ACと2行サブストリング102ADとの間の負接続に接続され、単一のジャンクションボックス242A内に経路指定され得る。同様に、導体は、2行サブストリング102AAと2行サブストリング102AFとの間の正接続に接続され、単一のジャンクションボックス242A内に経路指定され得る。2行サブストリング102AAと2行サブストリング102ABとの間、及び2行サブストリング102AFと2行サブストリング102AEとの間の負接続は、同様に、単一のジャンクションボックス242Aに経路指定され得る。加えて、2行サブストリング102ABと2行サブストリング102ACとの間、及び2行サブストリング102ADと2行サブストリング102AEとの間の正接続は、単一のジャンクションボックス242Aに経路指定され得る。本明細書に記載するようなサブストリング102の配列に起因して、端子は、単一のジャンクションボックス242Aに近接して配設され得、導体交差又は干渉を伴わずに単一のジャンクションボックス242A内に経路指定され得ることが理解され得る。これは、導体遮蔽、絶縁などを最小限に抑えることによって、製造の容易さを高め得る。単一のジャンクションボックス242Aにおいて、正ラインは、互いに結合され得、負ラインは、互いに結合され得、単一のジャンクションボックス242Aの外側に導体交差を伴わずに、サブストリング102を並列に効果的に配線する。本明細書に記載するようにサブストリング102を並列に配線することは、PVセルアレイ110及びPVモジュール100の不整合状態の緩和を増大させ得、効率を増大させ得る。 The remaining connections can be made to electrically connect all of the substrings 102 in parallel. Such remaining connections may be accomplished proximate to midline 130 of PV modules 100 and may be made within a single junction box 242A. A number of junction boxes are referenced herein (e.g., single junction box 242A, first junction box 242BA, second junction box 242BB, junction boxes 1142, 1542, 1742, 1942, etc.) and are generally junction boxes is called In some cases, all substrings 102 may terminate proximate to and facing the midline 130 of the PV module 100 . Thus, routing PV module busses and/or wires (eg, conductors) within junction boxes 242 located proximate PV module midline 130 may reduce the complexity of PV module 100 production. The positive and negative buses of the PV cell array may be routed to a single junction box 242A, where positive lines (eg conductors) may be connected to the positive bus and negative lines may be connected to the negative bus. . For example, a conductor (eg, a ribbon wire) may be connected to the negative connection between two-row substring 102AC and two-row substring 102AD and routed within a single junction box 242A. Similarly, a conductor may be connected to the positive connection between two-row substring 102AA and two-row substring 102AF and routed within a single junction box 242A. Negative connections between two-row substring 102AA and two-row substring 102AB, and between two-row substring 102AF and two-row substring 102AE may similarly be routed to a single junction box 242A. In addition, positive connections between two-row substring 102AB and two-row substring 102AC and between two-row substring 102AD and two-row substring 102AE may be routed to a single junction box 242A. Due to the arrangement of substrings 102 as described herein, terminals can be disposed in close proximity to a single junction box 242A without conductor crossing or interference. It can be understood that it can be routed into This can enhance ease of manufacture by minimizing conductor shielding, insulation, and the like. At a single junction box 242A, the positive lines can be coupled together and the negative lines can be coupled together, effectively connecting substrings 102 in parallel without conductor crossings outside the single junction box 242A. wire to Wiring substrings 102 in parallel as described herein may increase mitigation of mismatch conditions in PV cell array 110 and PV module 100 and may increase efficiency.

図3Aは、本明細書の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール300A(一般に、PVモジュール300)及びPVセルアレイ310A(一般に、PVセルアレイ310)を図示する。図3A~図3Kは、例示的なPVモジュール300及び/又はPVセルアレイ310を図示する。図3A、図3C、図3E、図3G、図3Jに示す黒色の実線及び白色の実線は、導電性経路を図示する。例えば、白色の実線は、PVセル104のシリコンを通る導電性経路であり得、黒色の実線は、例えば、リボンワイヤを通る導電性経路であり得る。しかしながら、導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図3Bは、図3Aの例示的なPVモジュール300A及びPVセルアレイ310Aの例示的な電気回路図を図示する。サブストリング102(例えば、2行サブストリング102AA~102AF)は、サブストリング電位中点107を有し得る。例えば、2行サブストリング102AAは、電位中点107Aを有し得、2行サブストリング102ABは、電位中点107Bを有し得る。PVモジュール300は、1つ以上のサブストリング中点交差結合336(例えば、導体)を含み得る。サブストリング中点交差結合336は、複数のサブストリング102の電位中点107を電気的に接続し得る。サブストリング中点交差結合107は、例えば、サブストリング102及びPVセルアレイ310Aの並列化を増加させてサブサブストリング106の上半分及び下半分を本質的に並列化することによって、異なる部分的な遮光又は他の不整合状態下でのPVセルアレイ310Aの電力出力を改善し得る。加えて、サブストリング中点交差結合336A及び336Bは、PVセルアレイ310Aの部分を対称化して、追加の遮光及び/又は他の不整合状態緩和ロバスト性をもたらし得る。同じパターンを有する図3Aに示すサブサブストリング106(例えば、行)は、対称であると見なされ得る(例えば、1つの対称な行が別の対称な行の代わりに導通し得る)。サブストリング中点交差結合336は、PVモジュール300の半分に配設された全てのサブストリング102の電位中点107を電気的に接続し得る。例えば、図3Aを参照すると、サブストリング中点交差結合336Aは、2行サブストリング102AA、2行サブストリング102AB、及び2行サブストリング102ACの電位中点107を電気的に接続し得る。同様に、サブストリング中点交差結合336Bは、2行サブストリング102AD、2行サブストリング102AE、及び2行サブストリング102AFの電位中点107を電気的に接続し得る。サブストリング中点交差結合336A及び336Bは、ジャンクションボックス242内に経路指定され得る。そこでは、2つのサブストリング中点交差結合336を互いに接続され得、例えば、記載するようにPVセルアレイ310Aを更に並列化し得る。追加的に又は代替的に、電位中点107は、例えば、PVセルアレイ310Aによって生み出される電力に影響を及ぼすために、例えば、本明細書により詳細に考察するようにPVセルアレイ310Aを最適化するために、パワーエレクトロニクス(PE)とともに使用されてもよい。 FIG. 3A illustrates an exemplary PV module 300A (generally PV module 300) and PV cell array 310A (generally PV cell array 310) having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects herein. do. 3A-3K illustrate an exemplary PV module 300 and/or PV cell array 310. FIG. The solid black and white lines shown in FIGS. 3A, 3C, 3E, 3G, and 3J illustrate the conductive paths. For example, solid white lines may be conductive paths through the silicon of PV cells 104, and solid black lines may be conductive paths through, for example, ribbon wires. However, the conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 3B illustrates an exemplary electrical schematic of the exemplary PV module 300A and PV cell array 310A of FIG. 3A. Substrings 102 (eg, two-row substrings 102AA-102AF) may have substring potential midpoints 107 . For example, two-row substring 102AA may have potential midpoint 107A and two-row substring 102AB may have potential midpoint 107B. PV module 300 may include one or more substring midpoint cross-connects 336 (eg, conductors). Substring midpoint cross-connects 336 may electrically connect potential midpoints 107 of multiple substrings 102 . Substring mid-point cross-coupling 107 may be used for different partial shade or shade by, for example, increasing the parallelism of substring 102 and PV cell array 310A to essentially parallelize the top and bottom halves of sub-substring 106. It may improve the power output of PV cell array 310A under other mismatch conditions. Additionally, substring midpoint cross-couples 336A and 336B may symmetrize portions of PV cell array 310A to provide additional light blocking and/or other mismatch mitigation robustness. Sub-substrings 106 (eg, rows) shown in FIG. 3A that have the same pattern may be considered symmetrical (eg, one symmetrical row may conduct in place of another symmetrical row). A substring midpoint cross-connect 336 may electrically connect the potential midpoints 107 of all substrings 102 disposed in one half of the PV module 300 . For example, referring to FIG. 3A, a substring midpoint cross-coupling 336A may electrically connect the potential midpoints 107 of two-row substring 102AA, two-row substring 102AB, and two-row substring 102AC. Similarly, substring midpoint cross-coupling 336B may electrically connect potential midpoints 107 of dual-row substring 102AD, dual-row substring 102AE, and dual-row substring 102AF. Substring midpoint cross-connects 336 A and 336 B may be routed into junction box 242 . There, the two substring midpoint cross-couples 336 may be connected together, eg, to further parallelize the PV cell array 310A as described. Additionally or alternatively, the potential midpoint 107 may be used, for example, to affect the power produced by the PV cell array 310A, for example to optimize the PV cell array 310A as discussed in greater detail herein. may also be used with power electronics (PE).

サブストリング中点交差結合336は、PVセルアレイ310Aを更に電気的に並列化し得、更なる不整合又は部分的な遮光状態の緩和及び/又は効率の向上を可能にし得る。本明細書に記載するように、直列に接続されたPVセル104のストリング(例えば、サブストリング102)は、ストリング内の最も弱いPVセル104に従って電力を生成し得る。他の点では正常な状況のPVセル104のストリング内の1つ以上のPVセル104が遮光又は他の低減された照射照度を受けるとき、遮光されたPVセル104は、他の点では正常な状況のPVセル104より少ない電流を生み出し得る。そのような場合、ストリング全体は、低減されたレベルで動作し得、低減されたPVセル104は、逆方向バイアスになり、及び/又は正常な状況のPVセル104によって生み出された過剰エネルギーを吸収し得る。このエネルギーの吸収は、(例えば、還元されたPVセル104に逆方向バイアスをかけることによって)「ホットスポット」を引き起こし得、PVセル104、PVセルアレイ310、及び/又はPVモジュール300に損傷を与える可能性があり得る。図3Aの構成の例示的な部分的な遮光状態緩和を示すために、サブサブストリング106AAA内のPVセル104AA及びサブサブストリング106ACB内のPVセル104CKが遮光又は他の低減された照射照度を受けていると仮定する。図3Aに示す構成に起因して、実質的に、サブサブストリング106AAA及びサブサブストリング106ACBは、単独で影響を受け得る(PVセルアレイの6分の1)。しかしながら、サブストリング中点交差結合336Aを欠く構成では、2行サブストリング102AA及び2行サブストリング102ACが遮光されたPVセル104AA及び104CKによって影響を受け得るので、PVセルアレイの3分の1が低減されたレベルで動作し得る。サブストリング中点交差結合336はまた、不整合状態及び/又は部分的な遮光状態の間の電力生産の増加を可能にしながら、本明細書に記載するような「ホットスポット」からのPVモジュール損傷に対する耐性を改善し得る。 The substring midpoint cross-coupling 336 may further electrically parallelize the PV cell array 310A and may allow for further mitigation of mismatch or partial shading conditions and/or improved efficiency. As described herein, a string of series-connected PV cells 104 (eg, substring 102) may generate power according to the weakest PV cell 104 in the string. When one or more PV cells 104 in a string of otherwise normal PV cells 104 are subjected to shading or other reduced irradiance, the shaded PV cells 104 are otherwise normal. It can produce less current than the PV cell 104 in situ. In such cases, the entire string may operate at a reduced level, with the reduced PV cells 104 becoming reverse biased and/or absorbing excess energy produced by the PV cells 104 under normal conditions. can. Absorption of this energy can cause "hot spots" (eg, by reverse biasing the reduced PV cell 104), damaging the PV cell 104, PV cell array 310, and/or PV module 300. It could be possible. PV cells 104AA in sub-substring 106AAA and PV cells 104CK in sub-substring 106ACB are shaded or otherwise subjected to reduced illumination to illustrate an exemplary partial shade relaxation for the configuration of FIG. 3A. Assume that Due to the configuration shown in FIG. 3A, substantially only sub-substrings 106AAA and sub-substrings 106ACB can be affected alone (one-sixth of the PV cell array). However, in a configuration lacking substring mid-point cross-coupling 336A, the PV cell array is reduced by a factor of three because two-row substrings 102AA and two-row substrings 102AC can be affected by shaded PV cells 104AA and 104CK. can operate at the specified level. The substring midpoint cross-coupling 336 also allows for increased power production during mismatch and/or partial shade conditions while reducing PV module damage from "hot spots" as described herein. can improve resistance to

図3Cは、本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール300C及びPVセルアレイ310Cを図示する。図3Dは、図3CのPVモジュール300C及びPVセルアレイ310Cの実施例の例示的な電気回路図を図示する。図3C及び図3Dを参照すると、サブストリング中点交差結合336A及び336Bを電気的に接続することが更に有利であり得る。中点交差結合コネクタ354は、サブストリング中点交差結合336Aと336Bとの間に接続され、サブストリング中点交差結合336A及び336Bを電気的に接続し得る。中点交差結合コネクタ354は、任意の導体(例えば、リボンワイヤ)であり得る。図3Cは、2つの中点交差結合コネクタ354を有するPVセルアレイ310Cを図示するが、任意の数の中点交差結合コネクタ354が使用され得る。PVセルアレイ310Cを更に並列化及び対称化することによって、中点交差結合コネクタ354は、PVモジュール効率を増加させ、異なる部分的な遮光状態に対するPVモジュール300Cの耐性を更に改善し得る。同じパターンを有する図3Cに図示するサブサブストリング106(例えば、行)は、対称であると見なされ得る。 FIG. 3C illustrates an exemplary PV module 300C and PV cell array 310C having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure. FIG. 3D illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 300C and PV cell array 310C of FIG. 3C. Referring to Figures 3C and 3D, it may be further advantageous to electrically connect substring midpoint cross-links 336A and 336B. A midpoint cross-coupling connector 354 may be connected between substring midpoint cross-couplings 336A and 336B to electrically connect substring midpoint cross-couplings 336A and 336B. Midpoint cross-coupling connector 354 can be any conductor (eg, ribbon wire). Although FIG. 3C illustrates a PV cell array 310C with two midpoint cross-couple connectors 354, any number of midpoint cross-couple connectors 354 may be used. By further parallelizing and symmetrizing the PV cell array 310C, the midpoint cross-coupling connector 354 may increase PV module efficiency and further improve the resistance of the PV module 300C to different partial shading conditions. Sub-substrings 106 (eg, rows) illustrated in FIG. 3C that have the same pattern may be considered symmetrical.

サブストリング102が本開示の1つ以上の態様に従って配列されるとき、サブストリング電位中点107は、PVモジュール縁部344に近接して配設され得ることが理解され得る。サブストリング中点交差結合336は、例えば、導体(例えば、リボンワイヤ)をサブストリング電位中点107においてPVセル104に直接はんだ付けすることによって、サブストリング電位中点107においてPVセル104に直接接続され得る。追加的又は代替的に、サブストリング中点交差結合336は、PVモジュール縁部344に近接するPVセル104から離れたサブストリング電位中点107に接続されてもよい。そのようなレイアウト及び方法は、本明細書に記載するような他の利点の中でも特に、PVモジュール生産及び/又は製造の簡素化及び利便性を高め得る。 It can be appreciated that substring potential midpoints 107 may be disposed proximate PV module edges 344 when substrings 102 are arranged in accordance with one or more aspects of the present disclosure. Substring midpoint cross-connect 336 connects directly to PV cell 104 at substring potential midpoint 107 , for example, by soldering a conductor (eg, ribbon wire) directly to PV cell 104 at substring potential midpoint 107 . can be Additionally or alternatively, substring midpoint cross-connect 336 may be connected to substring potential midpoint 107 away from PV cell 104 proximate PV module edge 344 . Such layouts and methods may enhance the simplicity and convenience of PV module production and/or manufacturing, among other advantages as described herein.

図3Eは、本開示の1つ以上の態様による例示的なPVモジュール300E及びPVセルアレイ310Eを図示する。図3Fは、図3EのPVモジュール300E及びPVセルアレイ310Eの実施例の例示的な電気回路図を図示する。図1A~図3Dは、各サブストリング102の両方の端子が、隣接するサブストリングの同じ極性の端子に近接して配設されたPVセルアレイを図示する。異なる構成では、サブストリング102は異なるように配列されてもよい。図3E及び図3Fを参照すると、例えば、異なる遮光状態を考慮して、端子が図3Eに従って、例えば以下: FIG. 3E illustrates an exemplary PV module 300E and PV cell array 310E in accordance with one or more aspects of the disclosure. FIG. 3F illustrates an exemplary electrical schematic of the example PV module 300E and PV cell array 310E of FIG. 3E. 1A-3D illustrate a PV cell array in which both terminals of each substring 102 are disposed in close proximity to terminals of the same polarity of adjacent substrings. In different configurations, substrings 102 may be arranged differently. Referring to FIGS. 3E and 3F, for example, considering different light blocking conditions, the terminals may be arranged according to FIG. 3E, for example:

Figure 2023090679000002

のように配列されるように、PVセルアレイ310E内にサブストリング102Aを配設することが有利であり得る。そのような構成によれば、PVセルアレイの両方の半分は、PVセルアレイ正中線に関して鏡映されていると見なされ得る。サブストリング102Aの全ては、並列に接続され得る。中点交差結合336A及び336Bは、サブストリング102Aの中点107に接続され得る。中点交差結合コネクタ354は、中点交差結合336に接続され得る。そのため、PVセルアレイ310Eは、図3Eに従って、及び本明細書に記載するように、並列化及び対称化され得る。同じパターンを有する図3Eに図示するサブサブストリング106(例えば、行)は、対称であると見なされ得る。これにより、図3Eの構成に起因して、例えば、PVセル104AAを覆う遮光状態、及びPVセル104DKを覆う遮光状態は、モジュールの異なる側にあり、異なるサブストリングに影響を及ぼすが、PVセルアレイ310Eの1/6しか低減しない場合がある。
Figure 2023090679000002

It may be advantageous to arrange the substrings 102A within the PV cell array 310E so that they are arranged as follows. With such a configuration, both halves of the PV cell array can be considered mirrored about the PV cell array midline. All of the substrings 102A may be connected in parallel. Midpoint cross-connects 336A and 336B may be connected to midpoint 107 of substring 102A. Midpoint cross-connect connector 354 may be connected to midpoint cross-connect 336 . As such, the PV cell array 310E may be parallelized and symmetrical according to FIG. 3E and as described herein. Sub-substrings 106 (eg, rows) illustrated in FIG. 3E that have the same pattern may be considered symmetrical. Thus, due to the configuration of FIG. 3E, for example, the shaded state over PV cell 104AA and the shaded state over PV cell 104DK are on different sides of the module and affect different substrings, but the PV cell array It may only reduce by a factor of 1/6 that of 310E.

図3Gは、本開示によるインターリーブ構成を有する例示的なPVモジュール300G及びPVセルアレイ310Gを図示する。図3Hは、図3GのPVモジュール300G及びPVセルアレイ310Gの実施例の例示的な電気回路図を図示する。図3Eは、正中線に関して実質的に鏡映されたPVセルアレイ310の実施例を図示する。考慮事項、例えば、遮光状態の考慮事項に応じて、端子がインターリーブされるように、PVセルアレイ310内にサブストリングを配設することが有利であり得る。例えば、図3Gを参照すると、サブストリング102Aは、以下: FIG. 3G illustrates an exemplary PV module 300G and PV cell array 310G having an interleaved configuration according to this disclosure. FIG. 3H illustrates an exemplary electrical schematic of the embodiment of PV module 300G and PV cell array 310G of FIG. 3G. FIG. 3E illustrates an example of a PV cell array 310 that is substantially mirrored about the midline. It may be advantageous to arrange the substrings within the PV cell array 310 such that the terminals are interleaved, depending on considerations, eg, shaded condition considerations. For example, referring to FIG. 3G, substring 102A is:

Figure 2023090679000003

のように、PVセルアレイ310Gの正中線に近接して終端するように配列され得る。これにより、PVセルアレイ310Gの第1の半分の各端子は、PVセルアレイ310Gの第2の半分上の反対の極性の端子の向かい側に配設され得る。サブストリング102Aの全ては、並列に接続され得る。中点交差結合336A及び336Bは、サブストリング102Aの中点107に接続され得る。中点交差結合コネクタ354は、中点交差結合336に接続され得る。そのため、PVセルアレイ310Gは、図3Gに従って、並列化及び対称化され得る。同じパターンを有する図3Gに図示するサブサブストリング106(例えば、行)は、対称であると見なされ得る。
Figure 2023090679000003

may be arranged to terminate close to the midline of the PV cell array 310G, such as. This allows each terminal of the first half of the PV cell array 310G to be disposed opposite a terminal of opposite polarity on the second half of the PV cell array 310G. All of the substrings 102A may be connected in parallel. Midpoint cross-connects 336A and 336B may be connected to midpoint 107 of substring 102A. Midpoint cross-connect connector 354 may be connected to midpoint cross-connect 336 . As such, the PV cell array 310G can be parallelized and symmetrical according to FIG. 3G. Sub-substrings 106 (eg, rows) illustrated in FIG. 3G that have the same pattern may be considered symmetrical.

図3Iは、部分的な遮光状態のコンテキストにおける、図3GのPVモジュール300G及びPVセルアレイ310Gを図示する。図3Gの構成のいくつかの利点は、図3Iを参照して理解され得る。遮光状態は、固定要素(例えば、枝、葉、近くの構造の静的要素など)から生じることが多く、したがって、遮光状態は、離散的である(分散的であるのとは対照的に)ことが多い。図3Iを参照すると、第1の遮光状態352Aは、PVセルアレイ310Gの最下行全体に影響を及ぼしている。これにより、第1の遮光状態352Aは、2つの異なるサブストリング102A(サブストリング102AC及び102AD)のセルに影響を及ぼしている。加えて、影響を受けるサブストリングは、PVセルアレイ310Gの異なる半分上にある。他の構成では、そのような遮光状態は、PVセルアレイのより大きな部分(例えば、1/3、1/2、アレイ全体など)の生産を低減し得る。しかしながら、(図3Gの)PVセルアレイ310Gの構成及び対称性に起因して、PVセルアレイ310Gの1/6のみが低減され得(遮光状態の下の行のみ)、遮光されていないサブストリングの半分(例えば、遮光されていない行)は、伝導し続け得る。同様に、第2の遮光状態352Bは、PVセルアレイ310Gの片側の第2の行及び第3の行(サブサブストリング106AAB及び106ABA)に影響を及ぼすものとして図示されている。これにより、第2の遮光状態352Bは、2つのサブストリング102(サブストリング102AA及び102AB)のセルを覆っている(例えば、セルへの照射照度を低減している)。他の構成では、そのような遮光状態は、PVセルアレイのより大きな部分(例えば、1/3、1/2、アレイ全体など)の生産を低減し得る。しかしながら、(図3Gの)PVセルアレイ310Gの構成及び対称性に起因して、アレイの1/6のみが低減され得(遮光状態の下の行のみ)、遮光されていないサブストリングの半分(例えば、遮光されていない行)は、伝導し続け得る。 FIG. 3I illustrates the PV module 300G and PV cell array 310G of FIG. 3G in the context of a partially darkened state. Some advantages of the configuration of FIG. 3G can be understood with reference to FIG. 3I. Shading often arises from fixed elements (e.g., branches, leaves, static elements of nearby structures, etc.) and is thus discrete (as opposed to diffuse). There are many things. Referring to FIG. 3I, first blocking state 352A affects the entire bottom row of PV cell array 310G. Thus, the first blocking state 352A affects cells of two different substrings 102A (substrings 102AC and 102AD). Additionally, the affected substrings are on different halves of the PV cell array 310G. In other configurations, such light blocking conditions may reduce the production of larger portions of the PV cell array (eg, 1/3, 1/2, the entire array, etc.). However, due to the configuration and symmetry of the PV cell array 310G (of FIG. 3G), only ⅙ of the PV cell array 310G can be reduced (only rows under shaded conditions) and half of the unshaded substrings. (eg, unshaded rows) may continue to conduct. Similarly, a second blocking state 352B is shown affecting the second and third rows (sub-substrings 106AAB and 106ABA) on either side of PV cell array 310G. The second light blocking state 352B thereby covers (eg, reduces the illumination of the cells) the cells of two substrings 102 (substrings 102AA and 102AB). In other configurations, such light blocking conditions may reduce the production of larger portions of the PV cell array (eg, 1/3, 1/2, the entire array, etc.). However, due to the configuration and symmetry of the PV cell array 310G (of FIG. 3G), only 1/6 of the array can be reduced (only rows under shaded conditions) and half of the unshaded substrings (e.g. , unshaded rows) may continue to conduct.

図3Jは、本開示による、インターリーブ構成を有するPVモジュール300J及びPVセルアレイ300Jを図示する。図3Kは、図3JのPVモジュール300J及びPVセルアレイ310Jの実施例の例示的な電気回路図を図示する。上記のように、PVセルアレイは、単一の中点交差結合コネクタ354(又はその任意の他の数量)を備え得る。図3Jは、単一の中点交差結合コネクタ354のみを有する、図3GのPVセルアレイ310Gと実質的に同様のインターリーブ構成を有するPVセルアレイ310Jを図示する。単一の中点交差結合コネクタ354は、2つの中点交差結合336A及び336Bから延在し得る。中点交差結合コネクタ354は、PVセルアレイ310Jの正中線(例えば、横断方向の正中線)に近接して配置され得る。そのような配置は、他の構成よりも伝導損失を低減し得る。代替的に、単一の中点交差結合コネクタ354は、異なる場所(例えば、PVセルアレイ310Jの上方又は下方)にあってもよい。中点交差結合コネクタ354は、(例えば、図3Jに示すように)サブストリング102の行のいずれかの間に経路指定され得る。追加的に又は代替的に、例えば、PVセルアレイ310J内の空間を節約するために、中点交差結合コネクタ354は、PVセルアレイ310Jの背後(例えば、真下)に経路指定されてもよい。 FIG. 3J illustrates a PV module 300J and PV cell array 300J having an interleaved configuration according to the present disclosure. FIG. 3K illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of PV module 300J and PV cell array 310J of FIG. 3J. As noted above, a PV cell array may comprise a single midpoint cross-coupling connector 354 (or any other quantity thereof). FIG. 3J illustrates a PV cell array 310J having an interleaved configuration substantially similar to PV cell array 310G of FIG. 3G, with only a single midpoint cross-couple connector 354. FIG. A single midpoint cross-connect connector 354 may extend from the two midpoint cross-connects 336A and 336B. The midpoint cross-coupling connector 354 may be positioned proximate to the midline (eg, transverse midline) of the PV cell array 310J. Such an arrangement may reduce conduction losses over other configurations. Alternatively, the single midpoint cross-coupling connector 354 may be at different locations (eg, above or below the PV cell array 310J). A midpoint cross-coupling connector 354 may be routed between any of the rows of substrings 102 (eg, as shown in FIG. 3J). Additionally or alternatively, the midpoint cross-coupling connector 354 may be routed behind (eg, underneath) the PV cell array 310J, eg, to conserve space within the PV cell array 310J.

図4Aは、本開示の1つ以上の態様による、電気的に並列なサブストリングを有する例示的なPVモジュール400及びPVセルアレイ410を図示する。図4Aに示す黒色の実線及び白色の実線は、導電性経路を図示する。例えば、白色の実線は、PVセル104のシリコンを通る導電性経路であり得、黒色の実線は、例えば、リボンワイヤを通る導電性経路であり得る。しかしながら、導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図4Bは、図4AのPVモジュール400及びPVセルアレイ410の実施例の例示的な電気回路図を図示する。図4A及び図4Bを参照すると、バイパスダイオード438がPVモジュール400に追加され得る。バイパスダイオード438は、サブストリング中点交差結合336とPVモジュール400の負バスとの間、及びサブストリング中点交差結合336とPVモジュール400の正バスとの間に追加され得る。バイパスダイオード438は、PVセルアレイ410の一部(例えば、半分)が、例えば、遮光されているか、又は低減された照射照度を受けている場合に、PVセルアレイ410の一部をバイパスすることを可能にし得る。バイパスダイオード438は、サブストリング中点交差結合336とPVモジュール400の正バス及び/又は負バスとの間に、例えば、図4Aに図示する場所又は他の場所に追加され得、PVモジュール400上に(例えば、本明細書により詳細に記載するような導電性バックシート上に)追加され得、又はジャンクションボックス242(例えば、単一のジャンクションボックス242A)内に追加され得る。更に、バイパスダイオード438は、サブストリング中点交差結合336A、336Bのいずれか又は両方に追加され得る。代替的に、バイパスダイオード438は構成から省略されてもよい。本開示のいくつかの態様によれば、本明細書に記載するようなパワーエレクトロニクス3202は、本明細書に記載するような他の機能(例えば、DC-DC変換、反転など)の中でもとりわけ、(例えば、サブストリングをバイパスすること、及び/又はサブストリングを最適化すること、サブストリングを安全動作ポイントに移動させることなどによって)不整合及び/又は部分的な遮光状態下でサブストリング102の挙動を制御するために利用され得る。パワーエレクトロニクス3202は、バイパスダイオード438とともに、又はバイパスダイオード438なしで利用され得る。 FIG. 4A illustrates an exemplary PV module 400 and PV cell array 410 having electrically parallel substrings in accordance with one or more aspects of the present disclosure. The solid black and solid white lines shown in FIG. 4A illustrate the conductive paths. For example, solid white lines may be conductive paths through the silicon of PV cells 104, and solid black lines may be conductive paths through, for example, ribbon wires. However, the conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 4B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 400 and PV cell array 410 of FIG. 4A. 4A and 4B, a bypass diode 438 may be added to the PV module 400. FIG. Bypass diodes 438 may be added between the substring midpoint cross-coupling 336 and the negative bus of the PV module 400 and between the substring midpoint cross-coupling 336 and the positive bus of the PV module 400 . Bypass diodes 438 allow a portion (eg, half) of PV cell array 410 to be bypassed when, for example, a portion (eg, half) of PV cell array 410 is shaded or receives reduced illumination. can be A bypass diode 438 may be added between the substring midpoint cross-coupling 336 and the positive and/or negative buses of the PV module 400, for example, at the location shown in FIG. (eg, on a conductive backsheet as described in more detail herein) or within a junction box 242 (eg, a single junction box 242A). Additionally, a bypass diode 438 may be added to either or both of the substring midpoint cross-couples 336A, 336B. Alternatively, bypass diode 438 may be omitted from the configuration. According to some aspects of the disclosure, power electronics 3202 as described herein may perform, among other functions (eg, DC-DC conversion, inversion, etc.) as described herein: of substrings 102 under misaligned and/or partial shading conditions (e.g., by bypassing substrings and/or optimizing substrings, moving substrings to safe operating points, etc.) It can be used to control behavior. Power electronics 3202 may be utilized with or without bypass diode 438 .

例えば、本明細書に記載するPV発電機(例えば、PVセル、PVセルストリング、PVセルアレイなど)のいずれかは、バイパスダイオードとともに使用されてもよく、又はバイパスダイオードなしで使用されてもよい。例えば、ダイオードは、1つのPV発電機と並列に接続されてもよく、複数の直列に接続されたPV発電機と並列に接続されてもよい。そのようなダイオードは、ダイオードが接続され得るPV発電機をバイパスするように作用し得る。例えば、バイパスダイオードは、生産の低下(例えば、部分的な遮光状態)を受けている可能性があるPVアレイの1つ以上のPV発電機の周囲に低抵抗経路を提供し得る。代替的に、本明細書に記載するPV発電機のうちのいずれかは、バイパスダイオードなしでパワーエレクトロニクス(例えば、PE3202)と組み合わされてもよい。例えば、パワーエレクトロニクス3202は、1つのPV発電機と並列に接続されてもよく、複数の直列に接続されたPV発電機と並列に接続されてもよい。追加的に又は代替的に、複数の直列に接続されたPV発電機群は、単一のパワーエレクトロニクス回路に接続されてもよい。例えば、PVセルアレイの複数のサブストリングが単一のパワーエレクトロニクスデバイスに接続されてもよく、及び/又は、複数のPVモジュールが単一のパワーエレクトロニクスデバイスに接続されてもよい。パワーエレクトロニクス3202は、PV発電機、又はパワーエレクトロニクス3202が接続される複数のPV発電機の一部分の動作状態を検出し得る(例えば、パワーエレクトロニクス3202は、PV発電機の電力、電流、及び/又は電圧を検出又は感知し得る)。パワーエレクトロニクス3202は、それが接続されている1つ以上のPV発電機の動作ポイントを変更し得る。例えば、パワーエレクトロニクス3202は、複数のPV発電機、又はパワーエレクトロニクス3202が接続されている複数のPV発電機の一部分における部分的な遮光状態又は他の低減された照射照度状態を検出及び/又は感知し得る。パワーエレクトロニクス3202は、影響を受けるPV発電機をバイパスし得る。代替的に、パワーエレクトロニクス3202は、影響を受けるPV発電機の動作ポイントを、例えば、安全なポイント及び/又は効率的な動作ポイントに移動及び/又は変更してもよい。パワーエレクトロニクス3202は、例えば、最大電力追跡(maximum power tracking、MPPT)アルゴリズムに従って、PV発電機又は複数のPV発電機の一部分を動作させるように構成された電力変換器を備え得る。 For example, any of the PV generators (eg, PV cells, PV cell strings, PV cell arrays, etc.) described herein may be used with or without bypass diodes. For example, the diodes may be connected in parallel with one PV generator, or may be connected in parallel with multiple series-connected PV generators. Such diodes may act to bypass the PV generator to which they may be connected. For example, bypass diodes may provide a low resistance path around one or more PV generators in a PV array that may be experiencing production degradation (eg, partial shade conditions). Alternatively, any of the PV generators described herein may be combined with power electronics (eg, PE3202) without bypass diodes. For example, the power electronics 3202 may be connected in parallel with one PV generator, or may be connected in parallel with multiple series-connected PV generators. Additionally or alternatively, multiple series-connected PV generator groups may be connected to a single power electronics circuit. For example, multiple substrings of a PV cell array may be connected to a single power electronic device and/or multiple PV modules may be connected to a single power electronic device. Power electronics 3202 may detect operating conditions of a PV generator, or a portion of multiple PV generators to which power electronics 3202 are connected (e.g., power electronics 3202 may detect PV generator power, current, and/or voltage can be detected or sensed). Power electronics 3202 may change the operating point of one or more PV generators to which it is connected. For example, the power electronics 3202 may detect and/or sense a partial shading condition or other reduced illumination condition in the plurality of PV generators or a portion of the plurality of PV generators to which the power electronics 3202 are connected. can. Power electronics 3202 may bypass the affected PV generator. Alternatively, the power electronics 3202 may move and/or change the operating point of the affected PV generator to a safe point and/or an efficient operating point, for example. Power electronics 3202 may comprise, for example, a power converter configured to operate a PV generator or a portion of a plurality of PV generators according to a maximum power tracking (MPPT) algorithm.

図5Aは、1つ以上の態様による、電気的並列サブストリング102を有する例示的なPVモジュール500及びPVセルアレイ510を図示する。図5Aに示す黒色の実線及び白色の実線は、導電性経路を図示する。例えば、白色の実線は、PVセル104のシリコンを通る導電性経路であり得、黒色の実線は、例えば、リボンワイヤを通る導電性経路であり得る。しかしながら、導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図5Bは、図5AのPVモジュール500及びPVセルアレイ510の実施例の例示的な電気回路図を図示する。本明細書で考察するように、PVモジュールは、本明細書に記載するように電気的接続が配設され得る単一のジャンクションボックス242Aを有し得る。更に、PVモジュール500は、PVセルアレイ510の正バス及び負バスにそれぞれ接続された正端子及び負端子又はリード線を有し得る。リード線は、ジャンクションボックス(例えば、第1のジャンクションボックス242BA及び/又は第2のジャンクションボックス242BB)から出てもよく、又はジャンクションボックスと接続されてもよい。図5Aに示すように、PVモジュール500は、第1のジャンクションボックス242BA及び第2のジャンクションボックス242BBを含み得る。サブストリング102の接続は、第1のジャンクションボックス242BA及び/又は第2のジャンクションボックス242BBのいずれかで行われ得る。PVモジュールリード線は、第1のジャンクションボックス242BA及び/又は第2のジャンクションボックス242BBのいずれかに接続され得る。例えば、正リード線は、第1のジャンクションボックス242BA内のPVモジュール500の正バスに接続し、第1のジャンクションボックス242BAから出て、及び/又はそれに接続され得、負リード線は、第2のジャンクションボックス242BB内のPVモジュール500の負バスに接続し、第2のジャンクションボックス242BBから出て、及び/又はそれに接続され得る。いずれかのリード線は、第1のジャンクションボックス242BA又は第2のジャンクションボックス242BBのいずれかに接続され、及び/又はそこから出得る。代替的に、両方のリード線は、2つのジャンクションボックス242BA及び/又は242BBのうちの一方から出て、及び/又はそれと接続されてもよい。更に、2つのジャンクションボックス242BA又は242BBのいずれかは、パワーエレクトロニクス(PE)(例えば、図32に示すようなPE3202)又は本明細書に更に詳細に記載するような他のエレクトロニクスを収容及び/又は(例えば、PVセルアレイ510と)一体化してもよい。 FIG. 5A illustrates an exemplary PV module 500 and PV cell array 510 having electrically parallel substrings 102 in accordance with one or more aspects. The solid black and solid white lines shown in FIG. 5A illustrate the conductive paths. For example, solid white lines may be conductive paths through the silicon of PV cells 104, and solid black lines may be conductive paths through, for example, ribbon wires. However, the conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 5B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 500 and PV cell array 510 of FIG. 5A. As discussed herein, a PV module may have a single junction box 242A in which electrical connections may be arranged as described herein. In addition, PV module 500 may have positive and negative terminals or leads connected to the positive and negative buses of PV cell array 510, respectively. The leads may exit from or be connected to a junction box (eg, first junction box 242BA and/or second junction box 242BB). As shown in FIG. 5A, PV module 500 may include first junction box 242BA and second junction box 242BB. The connection of substring 102 may be made at either first junction box 242BA and/or second junction box 242BB. PV module leads may be connected to either the first junction box 242BA and/or the second junction box 242BB. For example, the positive lead may connect to, exit from and/or connect to the positive bus of the PV module 500 in the first junction box 242BA, and the negative lead may connect to the second may be connected to the negative bus of the PV module 500 in the second junction box 242BB and out and/or connected to the second junction box 242BB. Either lead may connect to and/or exit from either the first junction box 242BA or the second junction box 242BB. Alternatively, both leads may exit and/or be connected to one of the two junction boxes 242BA and/or 242BB. Additionally, either of the two junction boxes 242BA or 242BB may contain power electronics (PE) (eg, PE3202 as shown in FIG. 32) or other electronics as described in more detail herein and/or It may be integrated (eg, with PV cell array 510).

用途及び状況に応じて、PVモジュール及びPVモジュール上に配設されたPVセルアレイを選択的に配向することが有利であり得る。例えば、PVモジュール(例えば、PVモジュール100、200、300、400及び500)は、形状が矩形(例えば、長寸端部及び短寸端部を有する)であり得、装着面、周囲面積、遮光関係、方位角などに応じて、PVモジュールを横向きに(例えば、PVモジュールの長寸端部が左右方向に延在する状態で)、又は縦向きに(例えば、PVモジュールの短寸端部が左右方向に延在する状態で)装着することが有利であり得る。本明細書に記載するように、PVモジュールは、実質的に正中線に沿って半分に分割され得、サブストリング102の第1の半分は、PVモジュールの第1の半分上に配設され、サブストリング102の第2の半分は、PVモジュールの第2の半分上に配設される。いくつかの態様及び用途において、PVモジュールは、PVモジュール長を分割する基準正中線によって分割され得る。そのような態様では、サブサブストリング106からなる行は、正中線からPVモジュール短辺まで延在し得、PVモジュール長の実質的に半分に延在する(横向きのPVセルアレイを画定する)。いくつかの用途によれば、横向きのPVセルアレイを有するPVモジュールは、水平線に対して横向き又は縦向きのいずれかで装着され得ることが理解され得る。横向きのPVセルアレイを有するPVモジュールは、2行サブストリング102A、4行サブストリング102B、又は代替の行数を有するサブストリング102を含み得る。他の態様及び用途では、PVモジュールは、例示の目的で、PVモジュール幅を分割する正中線によって分割され得る。そのような態様では、サブサブストリング106からなる行は、正中線からPVモジュール長縁部まで延在し得、PVモジュール幅の実質的に半分に延在する(縦向きのPVセルアレイを画定する)。用途に応じて、縦向きのPVセルアレイを有するPVモジュールは、水平線に対して横向き又は縦向きのいずれかで装着され得ることが理解され得る。縦向きのPVセルアレイを有するPVモジュールは、2行サブストリング102A、4行ブストリング102B、又は代替の行数を有するサブストリングを含み得る。本開示の態様によれば、PVモジュール及びPVセルアレイは、実質的に正方形のアスペクト比を有し得る。正方形のPVセルアレイを有するPVモジュールは、2行サブストリング102A、4行サブストリング102B、又は代替の行数を有するサブストリングを含み得る。 Depending on the application and circumstances, it may be advantageous to selectively orient the PV modules and the PV cell arrays disposed on the PV modules. For example, PV modules (eg, PV modules 100, 200, 300, 400, and 500) can be rectangular in shape (eg, having long and short Depending on the relationship, azimuth, etc., the PV modules may be oriented horizontally (e.g., with the long ends of the PV modules extending side-to-side) or vertically (e.g., with the short ends of the PV modules It may be advantageous to wear it with a left-right extension). As described herein, the PV module may be split in half substantially along the midline, the first half of the substrings 102 being disposed on the first half of the PV module; A second half of the substring 102 is disposed on the second half of the PV module. In some aspects and applications, PV modules may be divided by a reference midline that divides the PV module length. In such an aspect, a row of sub-substrings 106 may extend from the midline to the short side of the PV module, extending substantially half the length of the PV module (defining a laterally oriented PV cell array). It can be appreciated that, according to some applications, PV modules with horizontally oriented PV cell arrays can be mounted either horizontally or vertically with respect to the horizontal line. A PV module with a horizontal PV cell array may include substrings 102 with two-row substrings 102A, four-row substrings 102B, or alternative numbers of rows. In other aspects and applications, the PV modules may be divided by a midline dividing the PV module width for illustrative purposes. In such an aspect, a row of sub-substrings 106 may extend from the midline to the PV module long edge, extending substantially half the PV module width (defining a vertically oriented PV cell array). . It can be appreciated that, depending on the application, PV modules with vertically oriented PV cell arrays can be mounted either horizontally or vertically with respect to the horizontal line. A PV module with a vertically oriented PV cell array may include two-row substrings 102A, four-row busstrings 102B, or substrings with alternate numbers of rows. According to aspects of the present disclosure, PV modules and PV cell arrays may have a substantially square aspect ratio. A PV module with a square PV cell array may include two-row substrings 102A, four-row substrings 102B, or substrings with alternate numbers of rows.

図6Aは、縦向きのPVセルアレイ610を有する例示的なPVモジュール600を図示する。図6Aに示す黒色の実線は、導電性経路を図示する。導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図6Bは、図6AのPVモジュール600及びPVセルアレイ610の実施例の例示的な電気回路図を図示する。横向きを有するPVセルアレイと同様に、縦向きのPVセルアレイ610は、全てのサブストリングがジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242A)の外側で最小限の導体交差と電気的に並列に接続され得るように配列され得る。そのような配列は、改善されたPVモジュール性能、並びに製造のコスト及び複雑さの低減、例えば、導体遮蔽及び/又は絶縁の低減を可能にし得る。サブストリングは、4つのクワッドサブサブストリング106Bからなる行内の4行サブストリング102BとしてPVモジュール600上に配設され得る。例えば、4行サブストリング102BAは、4つのクワッドサブサブストリング106BAA、106BAB、106BAC、及び106BADに分割され得る。そのため、PVモジュール600の半分当たりのクワッドサブサブストリング102Bの数は、PVモジュール600の半分当たりの4行サブストリング102Bの数に4を乗じたものに等しくなり得る。各4行サブストリング102Bは、以下のように延在し得る、すなわち、第1のクワッドサブサブストリング106B(例えば、クワッドサブサブストリング106BAA)は、PVモジュール正中線に近接する正端子から、PVモジュールエッジに近接するサブストリング電位1/4点まで延在し得る。第2のクワッドサブサブストリング106B(例えば、クワッドサブサブストリング106BAB)は、サブストリング電位1/4点からPVモジュール正中線に近接するサブストリング電位中点まで延在し得る。第3のクアッドサブサブストリング106B(例えば、クアッドサブサブストリング106BAC)は、電位中点からPVモジュール縁部に近接するサブストリング電位3/4点まで延在し得、第4のクアッドサブサブストリング106B(例えば、クアッドサブサブストリング106BAD)は、サブストリング電位3/4点からPVモジュール正中線に近接するサブストリング負端子まで延在し得る。 FIG. 6A illustrates an exemplary PV module 600 having a vertically oriented PV cell array 610 . The solid black lines shown in FIG. 6A illustrate the conductive paths. Conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 6B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 600 and PV cell array 610 of FIG. 6A. Similar to PV cell arrays with a horizontal orientation, the vertically oriented PV cell array 610 is designed so that all substrings can be electrically connected in parallel with minimal conductor crossings outside the junction box (e.g., junction box 242A). can be arranged. Such an arrangement may allow for improved PV module performance and reduced manufacturing costs and complexity, such as reduced conductor shielding and/or insulation. The substrings may be arranged on the PV module 600 as four row substrings 102B within rows of four quad subsubstrings 106B. For example, a four-row substring 102BA may be divided into four quad subsubstrings 106BAA, 106BAB, 106BAC, and 106BAD. As such, the number of quad sub-substrings 102B per PV module 600 half can be equal to the number of 4-row substrings 102B per PV module 600 half multiplied by four. Each four-row substring 102B may extend as follows: a first quad sub-substring 106B (e.g., quad sub-substring 106BAA) extends from a positive terminal proximate the PV module midline to the PV module edge; can extend up to the substring potential 1/4 point close to . A second quad sub-substring 106B (eg, quad sub-substring 106BAB) may extend from a substring potential quarter point to a substring potential midpoint proximate to the PV module midline. A third quad sub-substring 106B (e.g., quad sub-substring 106BAC) may extend from a potential midpoint to a substring potential 3/4 point proximate the PV module edge, and a fourth quad sub-substring 106B (e.g., quad sub-substring 106BAC) , quad sub-substring 106BAD) may extend from the substring potential 3/4 point to the substring negative terminal proximate to the PV module midline.

図7Aは、本開示の1つ以上の態様による、縦向きを有する例示的なPVモジュール700及びPVセルアレイ710を図示する。図7Aに示す黒色の実線及び白色の実線は、導電性経路を図示する。例えば、白色の実線は、PVセル104のシリコンを通る導電性経路であり得、黒色の実線は、例えば、リボンワイヤを通る導電性経路であり得る。しかしながら、導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図7Bは、図7AのPVモジュール700及びPVセルアレイ710の実施例の例示的な電気回路図を図示する。図7A及び図7Bを参照すると、本明細書に記載する2行サブストリング102Aと同様に、各4行サブストリング102Bの正端子は、第1の隣接する4行サブストリング102Bの正端子に近接して終端し、電気的に接続し得、各4行サブストリング102Bの負端子は、第2の隣接する4行サブストリング102Bの負端子に近接して終端し、電気的に接続し得る。例えば、4行サブストリング102BAの正端子は、第1の隣接する4行サブストリング102BFの正端子に近接して終端し、電気的に接続し得、4行サブストリング102BAの負端子は、第2の隣接する4行サブストリング102BBの負端子に近接して終端し、電気的に接続し得る。 FIG. 7A illustrates an exemplary PV module 700 and PV cell array 710 having a portrait orientation, according to one or more aspects of the disclosure. The solid black and solid white lines shown in FIG. 7A illustrate the conductive paths. For example, solid white lines may be conductive paths through the silicon of PV cells 104, and solid black lines may be conductive paths through, for example, ribbon wires. However, the conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. FIG. 7B illustrates an exemplary electrical schematic of an embodiment of the PV module 700 and PV cell array 710 of FIG. 7A. 7A and 7B, similar to the two-row substrings 102A described herein, the positive terminal of each four-row substring 102B is adjacent to the positive terminal of the first adjacent four-row substring 102B. , and the negative terminal of each four-row substring 102B may be terminated and electrically connected closely to the negative terminal of the second adjacent four-row substring 102B. For example, the positive terminal of four-row substring 102BA may terminate in close proximity to and be electrically connected to the positive terminal of the first adjacent four-row substring 102BF, and the negative terminal of four-row substring 102BA may be the It may terminate proximate to and electrically connect to the negative terminals of two adjacent four-row substrings 102BB.

本明細書に記載する2行サブストリング102AのPVモジュールと同様に、4行サブストリング102BのPVモジュール(例えば、PVモジュール600及び700)は、ジャンクションボックス242Aを含み得る。4行サブストリング102Bの並列接続を完成するために、電気的接続が残され得る。ジャンクションボックス242Aは、正及び負のPVセルアレイバス(例えば、導体)がジャンクションボックス242A内に経路指定され得、PVセルアレイ710の正及び負のラインがそれぞれのバスに接続され得る、そのような電気的接続を容易にし得る。例えば、導体は、4行サブストリング102BAと102BFとの間、4行サブストリング102BBと102BCとの間、及び4行サブストリング102BDと102BEの間の正接続に電気的に接続され得る。導体は、ジャンクションボックス242A内に経路指定され、互いに接続され得る。加えて、導体は、4行サブストリング102BAと102BBとの間、4行サブストリング102BCと102BDとの間、及び4行サブストリング102BEと102BFとの間の負接続に電気的に接続され得る。導体は、ジャンクションボックス242A内に経路指定され、互いに接続され得る。理解されるように、本開示の1つ以上の態様に従って4行サブストリング102Bを配列することは、ジャンクションボックス242Aの外側の導体交差を伴わずに、全ての4行サブストリング102Bの並列接続を可能にし得る。PVモジュールの正及び負のリード線は、PVセルアレイの正及び負のバスに追加され得、ジャンクションボックス242から出て、その中に配設されるか、又はそれと接続され得る。次いで、4行サブストリング102BのPVモジュールは、電力システムにおいて、本明細書に記載するように使用され得る。 Similar to the 2-row substring 102A PV modules described herein, the 4-row substring 102B PV modules (eg, PV modules 600 and 700) may include a junction box 242A. Electrical connections may be left to complete the parallel connection of the four row substrings 102B. Junction box 242A is such an electrical junction that positive and negative PV cell array buses (e.g., conductors) may be routed into junction box 242A and positive and negative lines of PV cell array 710 may be connected to respective buses. can facilitate social connections. For example, conductors may be electrically connected to positive connections between four-row substrings 102BA and 102BF, between four-row substrings 102BB and 102BC, and between four-row substrings 102BD and 102BE. Conductors may be routed into junction box 242A and connected to each other. Additionally, conductors may be electrically connected to the negative connections between four-row substrings 102BA and 102BB, between four-row substrings 102BC and 102BD, and between four-row substrings 102BE and 102BF. Conductors may be routed into junction box 242A and connected to each other. As will be appreciated, arranging the four-row substrings 102B in accordance with one or more aspects of the present disclosure allows parallel connection of all the four-row substrings 102B without conductor crossings outside the junction box 242A. can make it possible. The positive and negative leads of the PV module may be added to the positive and negative buses of the PV cell array and exit the junction box 242 and may be disposed therein or connected thereto. The PV modules of the 4-row substring 102B can then be used as described herein in a power system.

2行サブストリング102AのPVモジュールと同様に、4行サブストリング102BのPVモジュールは、複数のジャンクションボックス(例えば、第1のジャンクションボックス242BA及び第2のジャンクションボックス242BB)を含み得る。本明細書に記載するようなサブストリング102接続は、任意のジャンクションボックス内で行われ得る。PVモジュールリード線は、任意のジャンクションボックス242と接続され得る。いずれかのリード線は、任意のジャンクションボックス242に接続され、及び/又はそこから出得る。代替的に、両方のリード線は、複数のジャンクションボックス242のうちの1つから出て、及び/又は複数のジャンクションボックス242のうちの一方に接続され得る。更に、ジャンクションボックス242のうちのいずれかは、パワーエレクトロニクス(PE)(例えば、図32に示すようなPE3202)又は本明細書に更に詳細に記載するような他のエレクトロニクスを収容及び/又は一体化し得る。 Similar to the PV modules of the two-row substring 102A, the PV modules of the four-row substring 102B may include multiple junction boxes (eg, first junction box 242BA and second junction box 242BB). Substring 102 connections as described herein may be made within any junction box. PV module leads may be connected with an optional junction box 242 . Either lead may connect to and/or exit from any junction box 242 . Alternatively, both leads may exit one of the plurality of junction boxes 242 and/or be connected to one of the plurality of junction boxes 242 . Additionally, any of junction boxes 242 may house and/or integrate power electronics (PE) (eg, PE 3202 as shown in FIG. 32) or other electronics as described in further detail herein. obtain.

なおも図7A及び図7Bを参照すると、PVモジュール700は、1つ以上のサブストリング3/4点交差結合756(例えば、サブストリング電位3/4点に位置決めされる)及び1つ以上のサブストリング1/4点交差結合758(例えば、サブストリング電位1/4点に位置決めされる)を含み得る。サブストリング3/4点交差結合756及びサブストリング1/4点交差結合は、例えば、4行サブストリング102B及びPVセルアレイ710の並列化のレベルを増加させることによって、部分遮光又は他の不整合状態下でのPVセルアレイ710の電力出力を改善し得る。サブストリング3/4点交差結合756は、2つの隣接するサブストリング102の電位3/4点を電気的に接続し得る。同様に、サブストリング1/4点交差結合758は、2つの隣接するサブストリングの電位1/4点を電気的に接続し得る。例えば、サブストリング3/4点交差結合756は、4行サブストリング102BAの電位3/4点を4行サブストリング102BBの電位3/4点に電気的に接続し得る。更に、サブストリング1/4点交差結合758は、4行サブストリング102BBの電位1/4点を4行サブストリング102BCの電位1/4点に電気的に接続し得る。PVモジュール700は、サブストリングの3/4点交差結合756のみ、サブストリングの1/4点交差結合758のみ、又は両方を含み得る。 Still referring to FIGS. 7A and 7B, the PV module 700 includes one or more substring 3/4 point cross-connects 756 (eg, positioned at the substring potential 3/4 point) and one or more substring 3/4 points. String quarter-point cross-links 758 (eg, positioned at sub-string potential quarter-points) may be included. The substring 3/4 point cross-coupling 756 and the substring 1/4 point cross-coupling may be used, for example, by increasing the level of parallelization of the 4-row substring 102B and the PV cell array 710 to reduce partial shading or other misalignment conditions. It may improve the power output of PV cell array 710 underneath. A substring 3/4 point cross-couple 756 may electrically connect the potential 3/4 points of two adjacent substrings 102 . Similarly, a substring quarter-point cross-couple 758 may electrically connect the potential quarter-points of two adjacent substrings. For example, substring 3/4 point cross-coupling 756 may electrically connect the potential 3/4 point of 4-row substring 102BA to the potential 3/4 point of 4-row substring 102BB. Further, substring quarter point cross-coupling 758 may electrically connect the potential quarter point of four-row substring 102BB to the potential quarter point of four-row substring 102BC. The PV module 700 may include only substring 3/4 point cross-connects 756, substring 1/4 point cross-connects 758 only, or both.

4行サブストリング102Bが本開示の1つ以上の態様に従って配列される場合、サブストリング電位3/4点及びサブストリング電位1/4点は、PVモジュール縁部及び/又はPVセルアレイ縁部に近接して配設され得る。更に、本開示の4行サブストリング102B配列の結果として、4行サブストリング102B(例えば、4行サブストリング102BB)及び第1の隣接する4行サブストリング102B(例えば、4行サブストリング102BA)の電位3/4点と、4行サブストリング102B(例えば、4行サブストリング102BB)及び第2の隣接する4行サブストリング102B(例えば、4行サブストリング102BC)の電位1/4点とは、他の電位点が介在することなく互いに近接し得る。第1の隣接及び第2の隣接という用語は、図示の目的のためのものにすぎず、限定することを意図していない。他の接続方法の中でも、リボンワイヤ又は他の導体は、他の導体からの導体交差がない隣接する4行サブストリング102Bの電位3/4点に直接はんだ付けされるか、又は別様に電気的に接続され得ることが理解され得る。同様に、他の接続方法の中でも特に、単一のリボンワイヤ又は他の導体が、他の導体からの導体交差がない2つの隣接する4行サブストリング102Bの電位1/4点に直接はんだ付けされるか、又は別様に電気的に接続され得ることが理解され得る。そのような装置及び方法は、本開示によるPVモジュールを製造することの容易さの向上、並びにコスト及び複雑さの低減を可能にし得る。 When the 4-row substrings 102B are arranged according to one or more aspects of the present disclosure, the substring potential 3/4 point and the substring potential 1/4 point are close to the PV module edge and/or PV cell array edge. can be arranged as Further, as a result of the four-row substring 102B arrangement of the present disclosure, the four-row substring 102B (e.g., four-row substring 102BB) and the first adjacent four-row substring 102B (e.g., four-row substring 102BA) The potential 3/4 point and the potential 1/4 point of the 4-row substring 102B (e.g., 4-row substring 102BB) and the second adjacent 4-row substring 102B (e.g., 4-row substring 102BC) are They can be close to each other without other potential points intervening. The terms first adjacency and second adjacency are for illustration purposes only and are not intended to be limiting. Among other connection methods, ribbon wires or other conductors are soldered directly to the potential 3/4 points of adjacent four-row substrings 102B with no conductor crossovers from other conductors, or otherwise electrically connected. It can be understood that they can be physically connected. Similarly, among other connection methods, a single ribbon wire or other conductor is soldered directly to the potential quarter point of two adjacent four-row substrings 102B with no conductor crossovers from other conductors. , or otherwise electrically connected. Such apparatus and methods may allow increased ease, and reduced cost and complexity, of manufacturing PV modules according to the present disclosure.

2行サブストリング及び4行サブストリングが、本明細書に詳細に図示及び記載されるが、本開示は、サブサブストリングの追加の行を備えるサブストリングを企図することが、当業者には理解されよう。具体的には、例えば、本開示は、少なくとも任意の偶数のサブサブストリングからなる行を備えるサブストリングで実施され得る。任意の偶数のサブサブストリングを備えるサブストリングの場合、全てのサブストリングの正端子は、第1の隣接するサブストリングの正端子に近接して終端し得、全てのサブストリングの負端子は、第2の隣接するサブストリングの負端子に近接して終端し得る。更に、サブストリングの Those skilled in the art will appreciate that although two-row substrings and four-row substrings are illustrated and described in detail herein, the present disclosure contemplates substrings with additional rows of sub-substrings. Yo. Specifically, for example, the present disclosure may be practiced with substrings comprising rows of at least any even number of subsubstrings. For substrings with any even number of substrings, the positive terminal of every substring may terminate in close proximity to the positive terminal of the first adjacent substring, and the negative terminal of every substring may terminate in the It may terminate close to the negative terminal of two adjacent substrings. Furthermore, the substring

Figure 2023090679000004

電位点は、第1の上又は下に隣接するサブストリングの
Figure 2023090679000004

The potential point of the substring adjacent above or below the first

Figure 2023090679000005

電位点に交差結合され得、サブストリングの
Figure 2023090679000005

can be cross-coupled to potential points, substrings

Figure 2023090679000006

電位点は、第2の上又は下に隣接する
Figure 2023090679000006

The potential point is adjacent above or below the second

Figure 2023090679000007

サブストリングの電位点に交差結合され得、ここで、nはサブストリング内のサブサブストリングの行数である。
Figure 2023090679000007

can be cross-coupled to the potential points of the substrings, where n is the number of rows of sub-substrings within the substring.

追加の静的再構成を利用して、不整合又は部分的な遮光状態の影響を更に軽減し、かつ/又は製造の複雑さを低減し得る。高度なサブストリングの並列化は、サブストリングの空間的分離と、簡素化されたリアPVセルアレイ接続及び製造とを維持しながら達成され得る。追加的に又は代替的に、本明細書に記載するような高度の交差結合電気的接続が、本開示の態様に従って達成され得る。そのような配列は、同じサブストリング群内の遮光の発生を減少させることによって、PVセルアレイのより広い面積にわたって、低減された照射又は部分的な遮光状態の影響を分散させることによって、増加した不整合状態緩和及び向上した性能を可能にし得る。更に、本開示の配列は、追加的に又は代替的に、本明細書に記載するような導電性バックシートを利用することによって製造の困難さを低減し得る。そのような配列は、リアコンタクトPVセル904(例えば、メタルラップスルー(metal wrap through、MWT)、インターデジタルバックコンタクト(interdigitatedback contact、IBC)など)及び導電性バックシート901を用いて達成され得る。 Additional static reconfiguration may be utilized to further mitigate the effects of misalignment or partial shading conditions and/or reduce manufacturing complexity. A high degree of substring parallelism can be achieved while maintaining substring spatial separation and simplified rear PV cell array connections and fabrication. Additionally or alternatively, a high degree of cross-coupling electrical connections as described herein may be achieved according to aspects of the present disclosure. Such an arrangement can reduce the incidence of shading within the same group of substrings, thereby increasing noise by spreading the effects of reduced illumination or partial shading conditions over a larger area of the PV cell array. May allow match state relaxation and improved performance. Further, the arrangements of the present disclosure may additionally or alternatively reduce manufacturing difficulties by utilizing a conductive backsheet as described herein. Such an arrangement can be achieved using a rear contact PV cell 904 (eg, metal wrap through (MWT), interdigitated back contact (IBC), etc.) and a conductive backsheet 901 .

図9Aは、図10A及び図10Bの例示的な分散PVセルアレイ1010の例示的な導電性バックシート901Aを図示する。導電性バックシート901は、任意の導電性材料(例えば、銅、銀など)から作製され得る。導電性バックシート901は、例えば、レーザ切断機、プラズマ切断機などを介して、特定のパターンで切断され(図9Aにおいて黒線として図示する)、所望に応じて導電性領域(切断部間の白色の空間として図示する)を形成し得る。導電性領域は、隣接するリアコンタクトPVセル904を電気的に接合するように構成された導電性パッド908(例えば、2つの隣接するリアコンタクトPVセル904を電気的に直列に接続するように構成された導電性パッド908)と、電力を伝送するように構成された導電性トレース940及び912(例えば、導電性トレース940A、940B、940C、940D、960A、及び960Bなど)として分類され得る。導電性パッド908並びに導電性トレース940及び960という用語は、より一般的な導電性領域の単なる例示的な用語であり、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。導電性パッド908は、導電性トレース940又は960(例えば、図9BのTCTサブストリング902Aの導電性トレース960Aを参照)で終端し得、導電性トレース940又は960は、導電性パッド908で終端し得る。追加的に又は代替的に、導電性領域は、導電性パッド908及び導電性トレース940又は960の両方として機能してもよく、又はいずれとしても機能しなくてもよい。リアコンタクトPVセル904は、例えば導電性ペーストによって導電性バックシート901に電気的に取り付けられて、本明細書に記載するような所望の分散PVセルアレイ1010を形成してもよい。様々な形態の導電性バックシートが企図され、いくつかは本明細書により詳細に記載する。 FIG. 9A illustrates an exemplary conductive backsheet 901A of the exemplary distributed PV cell array 1010 of FIGS. 10A and 10B. Conductive backsheet 901 can be made from any conductive material (eg, copper, silver, etc.). The conductive backsheet 901 is cut in a particular pattern (illustrated as black lines in FIG. 9A), eg, via a laser cutter, plasma cutter, etc., to provide conductive areas (between the cuts) as desired. shown as white spaces). The conductive region includes a conductive pad 908 configured to electrically join adjacent rear contact PV cells 904 (e.g., configured to electrically connect two adjacent rear contact PV cells 904 in series). conductive pads 908) and conductive traces 940 and 912 configured to carry power (eg, conductive traces 940A, 940B, 940C, 940D, 960A, and 960B, etc.). The terms conductive pad 908 and conductive traces 940 and 960 are merely exemplary terms for the more general conductive regions and should not be construed to limit the scope of this disclosure. Conductive pad 908 may terminate in conductive trace 940 or 960 (see, eg, conductive trace 960A of TCT substring 902A in FIG. 9B), and conductive trace 940 or 960 terminates in conductive pad 908. obtain. Additionally or alternatively, the conductive regions may function as both conductive pads 908 and conductive traces 940 or 960, or neither. The rear contact PV cells 904 may be electrically attached to the conductive backsheet 901 by, for example, a conductive paste to form the desired distributed PV cell array 1010 as described herein. Various forms of conductive backsheets are contemplated, some of which are described in greater detail herein.

本明細書に記載する全ての導電性バックシートは、回路及び/又は回路経路を導電性バックシートに直接組み込むことによって、導電性バックシートPVセルアレイとの1つ以上のエレクトロニクス(例えば、パワーエレクトロニクス(例えば、PE3202)、パッシブエレクトロニクスなど)と接続及び/又は使用を容易にし得る。例えば、導電性経路(例えば、導電性トレース)は、導電性バックシート内にエッチング及び/又は別様に形成され得る。導電性経路は、エレクトロニクス(例えば、パワーエレクトロニクス(例えば、PE3202)、パッシブエレクトロニクスなど)がバックシートに容易に追加され(例えば、差し込まれ、接続され、はんだ付けされるなど)、その結果、エレクトロニクスを導電性バックシートPVセルアレイの1つ以上の追加のエレクトロニクス及び/又はPV発電機に接続し得るように形成され得る。例えば、パワーエレクトロニクス(例えば、PE3202)は、1つ以上の特定用途向け集積回路(application-specific integrated circuit、ASIC)として提供され得る。1つ以上の導電性トレースは、1つ以上のパワーエレクトロニクスASICが導電性バックシートに単純に接続され得る(例えば、差し込まれる、はんだ付けされるなど)ように、本明細書の任意の導電性バックシートにエッチングされ、及び/又は別様に形成され得る。導電性バックシートにエッチングされた及び/又は別様に形成された導電性トレースは、1つ以上のパワーエレクトロニクスASICを、導電性バックシートのPVセルアレイの1つ以上のPV発電機と接続し得る。このようにして、パワーエレクトロニクスは、異なるレベルの粒度で導電性バックシートPVセルアレイと単純に接続され得る。例えば、このようにして、パワーエレクトロニクスは、各PVセルに対して、PVセルの各ストリングに対して、及び/又は導電性バックシートのPVセルアレイ(例えば、PVモジュール)全体に対して追加及び接続され得る。そのようなエレクトロニクスは、生産段階でPVセルアレイに組み込まれ得る。加えて、そのようなエレクトロニクスは、組み込まれるエレクトロニクスに必要とされる部品を低減し得る(例えば、導電性バックシートに組み込まれるエレクトロニクスとは対照的に、アレイ生産後にPVセルアレイに追加されるエレクトロニクスは、専用ハウジング、専用コネクタ、拡張導体などを必要とし得る)。加えて、そのようなエレクトロニクスは、異なるレベルの粒度でPVセルアレイに組み込まれ得る。例えば、アレイ生産後にPVセルアレイに追加されるエレクトロニクスは、アレイ全体によって生み出される電力にのみ作用し得る(例えば、そのようなエレクトロニクスがPVアレイリード線に接続され得るため)。一方、導電性バックシートにエレクトロニクスを組み込むことは、PVセルアレイの任意のレベル、例えば、PVストリングレベル又はPVセルレベルでのエレクトロニクスの組み込みを可能にし得る。こうして、本明細書に記載するように導電性バックシートにエレクトロニクスを組み込むことは、PVセルアレイのコストを低減し、効率を高め得る。 All of the conductive backsheets described herein integrate one or more electronics (e.g., power electronics) with the conductive backsheet PV cell array by incorporating circuitry and/or circuit paths directly into the conductive backsheet. For example, it may facilitate connection and/or use with PE3202), passive electronics, etc.). For example, conductive pathways (eg, conductive traces) may be etched and/or otherwise formed in the conductive backsheet. The conductive pathways allow electronics (e.g., power electronics (e.g., PE3202), passive electronics, etc.) to be easily added (e.g., plugged, connected, soldered, etc.) to the backsheet so that the electronics It can be configured to be connectable to one or more additional electronics and/or PV generators of the conductive backsheet PV cell array. For example, the power electronics (eg, PE3202) may be provided as one or more application-specific integrated circuits (ASICs). The one or more conductive traces can be any of the conductive traces herein so that one or more power electronics ASICs can be simply connected (e.g., plugged, soldered, etc.) to the conductive backsheet. It may be etched into the backsheet and/or otherwise formed. Conductive traces etched into and/or otherwise formed in the conductive backsheet may connect one or more power electronics ASICs with one or more PV generators in the PV cell array of the conductive backsheet. . In this way the power electronics can be simply connected with the conductive backsheet PV cell array at different levels of granularity. For example, in this way power electronics can be added and connected to each PV cell, to each string of PV cells, and/or to an entire PV cell array (eg, PV module) of the conductive backsheet. can be Such electronics can be integrated into PV cell arrays at the production stage. In addition, such electronics may reduce the parts required for embedded electronics (e.g., electronics added to PV cell arrays after array production, as opposed to electronics embedded in a conductive backsheet). , may require dedicated housings, dedicated connectors, extension conductors, etc.). In addition, such electronics can be incorporated into PV cell arrays at different levels of granularity. For example, electronics added to the PV cell array after array production may affect only the power produced by the entire array (eg, because such electronics may be connected to PV array leads). On the other hand, integrating electronics into the conductive backsheet may allow integration of electronics at any level of the PV cell array, eg, PV string level or PV cell level. Thus, incorporating electronics into a conductive backsheet as described herein can reduce the cost and increase the efficiency of PV cell arrays.

図10Aは、1つ以上の態様による、例示的な3×3サブストリング交差結合分散PVセルアレイ1010の電気的相互接続性を図示する。記載のみを目的として、分散サブストリング1002(例えば、分散サブストリング1002A、1002Bなど)は、図面においてパターン化されている。分散サブストリング1002の多くの実施例が本明細書で提供され(例えば、1002A、1002B、1002Cなど)、一般に分散サブストリングと称される。同じ基準パターンの分散サブストリング1002(例えば、1002A、1002B、及び1002C)は、電気的に並列に接続され得る。分散サブストリング1002間の電気的接続は、図10Aの電気バス1040A、1040B、1040C、及び1040D(例えば、導体)と称され得、例えば、それぞれ図9Aの導電性トレース940A、940B、940C、及び940Dによってもたらされる電気的接続に対応する。 FIG. 10A illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 3×3 substring cross-coupled distributed PV cell array 1010, according to one or more aspects. For purposes of illustration only, the interspersed substrings 1002 (eg, interspersed substrings 1002A, 1002B, etc.) are patterned in the figures. Many examples of scatter substrings 1002 are provided herein (eg, 1002A, 1002B, 1002C, etc.) and are generally referred to as scatter substrings. Distributed substrings 1002 (eg, 1002A, 1002B, and 1002C) of the same reference pattern may be electrically connected in parallel. Electrical connections between distributed substrings 1002 may be referred to as electrical buses 1040A, 1040B, 1040C, and 1040D (eg, conductors) in FIG. It corresponds to the electrical connection provided by 940D.

図10Bは、1つ以上の態様による、図10Aの例示的な3×3導電性バックシートPVセルアレイ1010Aの分散サブストリング1002の例示的な物理的レイアウトを図示する。分散サブストリング1002は、ある量の行及び列(例えば、3行×3列)で分散PVセルアレイ1010A内に配列及び/又は配設され得る。図10A及び図10Bは、3つの行及び3つの列を有する例示的なPVセルアレイを図示するが、当業者は、本明細書における原理が、異なる数の行及び/又は列を有するPVセルアレイ(例えば、図11A、図12B、及び図14A~図24Bに図示するPVセルアレイ)に適用され得ることを認識するであろう。分散サブストリング1002は、電気的に並列に接続されてもよく(例えば、図10Aのように)、空間的に様々に配列されてもよく(例えば、図10Bのように)、例えば、分散PVセルアレイ1010A内及び/又はPVモジュール上に空間的に分散されてもよい(例えば、異なる行及び/又は異なる列に配設された並列接続サブストリング1002)。例えば、図10Aを参照すると、分散サブストリング1002A及び1002Bは、電気的に並列に接続され得る。しかしながら、図10Bを参照すると、分散サブストリング1002A及び1002Bは、物理的に隣接していなくてもよく、例えば、異なる行及び/又は異なる列に配設されてもよい。そのような配列は、分散PVセルアレイ1010A全体にわたる遮光効果の分散を可能にし、不整合又は部分的な遮光状態下で電力出力を最大化し得る。 FIG. 10B illustrates an exemplary physical layout of distributed substrings 1002 of the exemplary 3×3 conductive backsheet PV cell array 1010A of FIG. 10A, according to one or more aspects. Distributed substrings 1002 may be arranged and/or arranged within distributed PV cell array 1010A in a certain amount of rows and columns (eg, 3 rows by 3 columns). Although FIGS. 10A and 10B illustrate an exemplary PV cell array having three rows and three columns, those skilled in the art will appreciate that the principles herein apply to PV cell arrays having different numbers of rows and/or columns ( 11A, 12B, and 14A-24B). Distributed substrings 1002 may be electrically connected in parallel (e.g., as in FIG. 10A) or may be spatially arranged differently (e.g., as in FIG. 10B), e.g., distributed PV It may be spatially distributed within the cell array 1010A and/or over the PV module (eg, parallel-connected substrings 1002 arranged in different rows and/or different columns). For example, referring to FIG. 10A, distributed substrings 1002A and 1002B may be electrically connected in parallel. However, referring to FIG. 10B, interspersed substrings 1002A and 1002B may not be physically adjacent, but may be arranged in different rows and/or different columns, for example. Such an arrangement may allow distribution of the shading effect across the distributed PV cell array 1010A, maximizing power output under mismatched or partial shading conditions.

PVセルアレイ生産の従来の方法を使用して、そのような電気的に並列に空間的に分散されたPVセルアレイを電気的に接続することは、複雑であり、設計時間及び設計コストが消費することがある。従来の方法は、生産における全体的なコストを低減するが、追加の設計制約を作り出し得る。本開示の装置、システム、及び方法を利用することにより、PVアレイを電気的に接続する複雑さを低減しながら、そのような部分的な遮光状態の緩和の増大が達成され得る。例えば、本開示の高度に並列化され、空間的に分散されたPVセルアレイトポロジをもたらす導電性領域は、例えば、本明細書に記載するような導電性バックシート901に単純にパターン化され得る(更に、図11J及び図11Kに関して記載するような配列は、導電性バックシートを使用することなく、簡素化された電気的に並列接続された空間的分散PVセルアレイを実現するために活用され得る)。 Electrically connecting such spatially distributed PV cell arrays in electrical parallel using conventional methods of PV cell array production is complex and consumes design time and cost. There is Conventional methods reduce overall costs in production, but can create additional design constraints. By utilizing the apparatus, systems, and methods of the present disclosure, increased mitigation of such partial shading conditions may be achieved while reducing the complexity of electrically connecting PV arrays. For example, the conductive regions resulting in the highly parallelized, spatially distributed PV cell array topology of the present disclosure can be simply patterned into, for example, a conductive backsheet 901 as described herein ( Furthermore, arrangements such as those described with respect to FIGS. 11J and 11K can be exploited to realize a simplified electrically parallel-connected spatially distributed PV cell array without the use of a conductive backsheet. .

図9Aを参照すると、導電性バックシート901Aは、所望の導電性領域を形成するようにパターン化され得る。導電性バックシート901Aにおいて導電性材料を欠く切断部又は面積は、黒線として図示され得、一方、導電性領域は、本明細書に記載するような例示的な導電性材料除去及び/又は導電性材料堆積の後に残る領域によって図示され得る。リアコンタクトPVセル904は、分散サブストリング1002を形成する導電性領域上に配置され、導電性領域に電気的に接続され得る。リアコンタクトPVセル904の複数の実施例が本明細書に図示されており(例えば、リアコンタクトPVセル904IA、904IB、904GA、904GBなど)、一般にリアコンタクトPVセル904と称される。図9Aは、導電性バックシート901A上に重ねられた例示的な透明リアコンタクトPVセル904を有する3つの分散サブストリング1002(図10A及び図10Bの分散サブストリング1002G、1002H、及び1002Iに対応する分散サブストリング1002)を図示する。他の分散サブストリング1002(例えば、分散サブストリング1002A、1002Bなど)に対応するリアコンタクトPVセル904は、図示及び記載を明確にするために図9Aから省略されている。図9Aの導電性トレース940A、940B、940C及び940Dは、それぞれ図10Aの電気バス1040A、1040B、1040C及び1040Dに対応する。本開示の態様によれば、分散サブストリング1002は、電気的に並列に接続され、分散PVセルアレイ1010A内の空間的分散を維持し得る。例えば、分散サブストリング1002G、1002H、及び1002Iは、導電性トレース940A(電気バス1040Aに対応する)及び導電性トレース940B(電気バス1040Bに対応する)を介して並列に接続され得るが、空間的に隣接せず(例えば、異なる行及び列に)、導電性バックシート901A及び分散PVセルアレイ1010Aにわたって対角線上に配列され得る。そのような並列の電気的構成は、分散された空間的配列とともに、本明細書に記載するような不整合又は部分的な遮光状態の影響に対するPVモジュールの抵抗を増加させ得る。加えて、導電性バックシート901及びリアコンタクトPVセル904の使用は、分散PVセルアレイ1010を実現するために必要な複雑で時間のかかる電気的接続のうちのいくらかを軽減し得る。加えて、導電性バックシート901及びリアコンタクトPVセル904の使用は、従来のPVセルアレイ生産の間の不完全な電気的接続の発生を低減し得る。 Referring to FIG. 9A, a conductive backsheet 901A can be patterned to form desired conductive areas. Cuts or areas devoid of conductive material in the conductive backsheet 901A may be illustrated as black lines, while conductive areas are marked with exemplary conductive material removal and/or conductive material as described herein. can be illustrated by the areas remaining after the deposition of the soft material. Rear-contact PV cells 904 may be disposed on and electrically connected to the conductive regions that form distributed substrings 1002 . Multiple examples of rear-contact PV cells 904 are illustrated herein (eg, rear-contact PV cells 904IA, 904IB, 904GA, 904GB, etc.) and are generally referred to as rear-contact PV cells 904 . FIG. 9A shows three distributed substrings 1002 (corresponding to distributed substrings 1002G, 1002H, and 1002I in FIGS. 10A and 10B) having an exemplary transparent rear-contact PV cell 904 superimposed on a conductive backsheet 901A. The scatter substring 1002) is illustrated. Rear contact PV cells 904 corresponding to other distributed substrings 1002 (eg, distributed substrings 1002A, 1002B, etc.) have been omitted from FIG. 9A for clarity of illustration and description. Conductive traces 940A, 940B, 940C and 940D of FIG. 9A correspond to electrical buses 1040A, 1040B, 1040C and 1040D of FIG. 10A, respectively. According to aspects of this disclosure, distributed substrings 1002 may be electrically connected in parallel to maintain spatial distribution within distributed PV cell array 1010A. For example, distributed substrings 1002G, 1002H, and 1002I may be connected in parallel via conductive trace 940A (corresponding to electrical bus 1040A) and conductive trace 940B (corresponding to electrical bus 1040B), but spatially may be arranged diagonally across the conductive backsheet 901A and the distributed PV cell array 1010A, not adjacent to each other (eg, in different rows and columns). Such a parallel electrical configuration, along with a distributed spatial arrangement, can increase the PV module's resistance to the effects of mismatch or partial shading conditions as described herein. Additionally, the use of conductive backsheet 901 and rear-contact PV cells 904 may alleviate some of the complex and time-consuming electrical connections required to implement distributed PV cell array 1010 . Additionally, the use of a conductive backsheet 901 and rear contact PV cells 904 can reduce the occurrence of imperfect electrical connections during conventional PV cell array production.

更に図9Aを参照すると、分散PVモジュールは、ジャンクションボックス942を有し得る。導電性トレース940のうちのいくつか又は全部(例えば、導電性トレース940A、導電性トレース940B、導電性トレース940Cなど)は、ジャンクションボックス942内で終端し得る。次いで、導電性トレース940は、選択的に電気的に接続され、分散PVセルアレイ回路を完成させ得る。導電性バックシートPVモジュール端子又はリード線は、ジャンクションボックス942において導電性バックシートPVモジュールに接続され得る。導電性バックシートPVモジュールリード線は、導電性バックシートPVモジュールによって生み出される電力へのアクセスを可能にし得、より大きな電力システムへの導電性バックシートPVモジュールの追加を可能にし得る。導電性バックシートPVモジュールリード線は、例えば、導電性バックシートPVモジュールが、直列、並列又は任意の他の配列のいずれかで他のPVモジュールに接続されることを可能にし得る。追加的に又は代替的に、導電性バックシートPVモジュールリード線は、本明細書により詳細に記載するように、パワーオプティマイザ、最大電力ポイントトラッカ(MPPT)、DC-DC変換器、ストリングインバータ、マイクロインバータ、バッテリなどの導電性バックシートPVモジュールへの接続を可能にしてもよい。 Still referring to FIG. 9A, distributed PV modules may have junction boxes 942 . Some or all of the conductive traces 940 (eg, conductive trace 940A, conductive trace 940B, conductive trace 940C, etc.) may terminate within junction box 942. FIG. Conductive traces 940 may then be selectively electrically connected to complete the distributed PV cell array circuit. Conductive backsheet PV module terminals or leads may be connected to the conductive backsheet PV module at junction box 942 . The conductive backsheet PV module leads may allow access to the power generated by the conductive backsheet PV module, allowing the addition of the conductive backsheet PV module to a larger power system. Conductive backsheet PV module leads may, for example, allow conductive backsheet PV modules to be connected to other PV modules either in series, in parallel, or in any other arrangement. Additionally or alternatively, the conductive backsheet PV module leads may be used to power optimizers, maximum power point trackers (MPPT), DC-DC converters, string inverters, microcontrollers, as described in more detail herein. It may allow for connections to conductive backsheet PV modules such as inverters, batteries, and the like.

図9Bは、本開示の1つ以上の態様による、例示的な導電性バックシート901Bを図示する。導電性バックシート901Bは、導電性バックシート901Bに関連して別段の記載がない限り、導電性バックシート901A、901C、901F、901G、及び901Hの態様(並びに導電性バックシート901に関連して一般的に記載されるもの)(例えば、生産方法、リアコンタクトPVセルを電気的に接続する方法など)と同様であり得る。図9Bを参照すると、追加の及び/又は代替のサブストリング相互接続方式が、本開示の態様を利用して実現され得る。例示の目的で、図9Bは、1行当たり2つのリアコンタクトPVセル904の10行TCTサブストリング902を図示する。リアコンタクトPVセル904は、図示の目的ために半透明で図示されている。黒線は、導電性材料のない面積を表し、黒線の間の白色の空間は、導電性領域を表す。導電性バックシート901Bの特定の面積を除去するか又は除去しないことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル904間の交差結合を容易に得られ得る。図9Bを参照すると、TCTサブストリング902の各行は、導電性パッド908を介して互いに電気的に並列に接続された2つのリアコンタクトPVセル904を含み得る(すなわち、各リアコンタクトPVセル904の1つの極性の端子は、同じサブストリング行上のリアコンタクトPVセル904の同じ極性の端子に電気的に接続され得る)。サブストリング行は、導電性パッドを介して、上及び/又は下の行に直列に接続され得る(各行の一方の極性の端子は、上及び/又は下の行の反対の極性の端子に電気的に接続され得る)。更に、ある行のリアコンタクトPVセル904間の導電性材料を除去しないことによって、隣接する行は、TCTサブストリング902(例えば、902A、902Bなど)として全交差結合(TCT)と電気的に直並列に接続され得、PVセルアレイの部分的な遮光状態の緩和及び/又は不整合状態の緩和を更に改善する。TCTサブストリング902(例えば、902A)は、他のTCTサブストリング902(例えば、902B)に直列に接続され得る。図9Bを参照すると、TCTサブストリング902Aは、導電性トレース960Bを介してTCTサブストリング902Bに直列に接続され得る。同様に、TCTサブストリング902Bは、導電性トレース960Cを介してTCTサブストリング902Cに直列に接続され得る。代替的に、TCTサブストリング902のいくつか又は全ては、電気的に並列に接続されてもよい。他の例示的な態様と同様に、図9Bの導電性バックシート901Bは、導電性トレース960で終端する導電性パッド908を含み得、その逆も同様であることが理解されよう。これにより、導電性パッド908及び導電性トレース960は、1つの連続した導電性領域として図示されている。 FIG. 9B illustrates an exemplary conductive backsheet 901B, according to one or more aspects of the disclosure. Conductive backsheet 901B may be any of the aspects of conductive backsheets 901A, 901C, 901F, 901G, and 901H (as well as in connection with conductive backsheet 901), unless otherwise noted with respect to conductive backsheet 901B. generally described) (eg, methods of production, methods of electrically connecting rear-contact PV cells, etc.). Referring to FIG. 9B, additional and/or alternative substring interconnection schemes may be implemented utilizing aspects of the present disclosure. For illustrative purposes, FIG. 9B illustrates a 10-row TCT substring 902 of two rear-contact PV cells 904 per row. Rear contact PV cell 904 is shown semi-transparent for illustration purposes. The black lines represent areas without conductive material, and the white spaces between the black lines represent conductive areas. By removing or not removing certain areas of the conductive backsheet 901B, cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells 904 can be readily obtained. 9B, each row of TCT substrings 902 may include two rear-contact PV cells 904 electrically connected in parallel to each other via conductive pads 908 (i.e., each rear-contact PV cell 904 A terminal of one polarity may be electrically connected to a terminal of the same polarity of rear-contact PV cells 904 on the same substring row). The substring rows may be connected in series to the upper and/or lower rows via conductive pads (one polarity terminal of each row is electrically connected to the opposite polarity terminal of the upper and/or lower row). can be directly connected). Further, by not removing conductive material between rear-contact PV cells 904 in a row, adjacent rows are electrically in direct contact with total cross-couples (TCTs) as TCT substrings 902 (eg, 902A, 902B, etc.). They may be connected in parallel to further improve partial shade mitigation and/or mismatch mitigation of the PV cell array. A TCT substring 902 (eg, 902A) may be connected in series with another TCT substring 902 (eg, 902B). Referring to FIG. 9B, TCT substring 902A may be connected in series to TCT substring 902B via conductive trace 960B. Similarly, TCT substring 902B may be connected in series to TCT substring 902C via conductive trace 960C. Alternatively, some or all of the TCT substrings 902 may be electrically connected in parallel. As with other exemplary aspects, it will be appreciated that the conductive backsheet 901B of FIG. 9B may include conductive pads 908 terminating in conductive traces 960 and vice versa. Thus, conductive pad 908 and conductive trace 960 are shown as one continuous conductive area.

TCTサブストリング902によって生み出される電力は、導電性トレース960(例えば、960A、960Bなど)を介してジャンクションボックス942に伝送され得る。導電性トレース960のうちのいくつか又は全部は、ジャンクションボックス942内で終端される。次いで、導電性トレース960は、選択的に電気的に接続され得、導電性バックシート901Bの分散PVセルアレイの回路を完成させる。TCTサブストリング902は、ジャンクションボックス942において、直列、直並列、並列、及び/又はTCTで更に接続され得る。導電性トレース960は、サブストリングの側部に沿って(例えば、導電性トレース960Aは、分散サブストリング902Aに沿って)、サブストリング間に(例えば、導電性トレース960Cは、分散サブストリング902Eと902Fとの間に)、導電性バックシート901Bの側部に沿って(例えば、導電性トレース960Aは、分散サブストリング902Aに沿って)、導電性バックシート901Bの中央に向かって(例えば、導電性トレース960Aは、分散サブストリング902Aに沿って)、又は上記の任意の組み合わせで導電性バックシート901B上のどこか他の場所に経路指定し得る。図9Bは、単一のジャンクションボックス942を有する導電性バックシートPVモジュールを図示する。本開示の他の態様によれば、分散PVモジュールは、複数のジャンクションボックスを含み得る。導電性トレース960間のいくつかの電気的接続は、1つのジャンクションボックス内で実現され得、導電性トレース960間の他の電気的接続は、別のジャンクションボックス内で実現され得る。導電性バックシートPVモジュール端子又はリード線は、ジャンクションボックス942内に配設され得る。代替的に、マルチジャンクションボックス構成では、導電性バックシートPVモジュール端子又はリード線は、複数のジャンクションボックスのうちのいずれかに配設されてもよく、及び/又は複数のジャンクションボックスの間で異なって分割されてもよい。 Power generated by TCT substring 902 may be transmitted to junction box 942 via conductive traces 960 (eg, 960A, 960B, etc.). Some or all of the conductive traces 960 terminate within junction box 942 . Conductive traces 960 may then be selectively electrically connected to complete the circuit of the distributed PV cell array of conductive backsheet 901B. TCT substrings 902 may be further connected in series, series-parallel, parallel, and/or TCT at junction box 942 . Conductive traces 960 run along the sides of the substrings (eg, conductive trace 960A along distributed substring 902A) and between substrings (eg, conductive trace 960C runs along distributed substring 902E). 902F), along the sides of conductive backsheet 901B (eg, conductive traces 960A along distributed substrings 902A), toward the center of conductive backsheet 901B (eg, conductive The conductive traces 960A may be routed elsewhere on the conductive backsheet 901B (along the distributed substrings 902A), or any combination of the above. FIG. 9B illustrates a conductive backsheet PV module with a single junction box 942. FIG. According to other aspects of the disclosure, a distributed PV module may include multiple junction boxes. Some electrical connections between conductive traces 960 may be implemented within one junction box, and other electrical connections between conductive traces 960 may be implemented within another junction box. Conductive backsheet PV module terminals or leads may be disposed within junction box 942 . Alternatively, in a multi-junction box configuration, the conductive backsheet PV module terminals or leads may be disposed in any of the multiple junction boxes and/or may differ among the multiple junction boxes. may be split.

図9Cは、複数の厚さを有する図9Aの例示的な導電性バックシート901Aの断面を図示する。導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A~901G)は、均一な厚さであり得る。代替的に、導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A~901G)は、不均一な厚さであってもよい(例えば、異なる厚さ及び/又は複数の厚さを含んでもよい)。不均一な厚さ(例えば、複数の厚さ)のバックシート901の利点は、増加した電流搬送能力を必要とする導電性トレース940(及び960)又はパッド908に対して実現され得る。例えば、図9Aを参照すると、導電性トレース940Aは、(PVセルアレイの左上隅にある)分散サブストリング1002Gからジャンクションボックス942に経路指定され得る。導電性トレース940Aは、分散サブストリング1002Gによって生み出された電流をジャンクションボックス942に搬送し得る。したがって、導電性トレース940A(及び/又は他の導電性トレース940)が、抵抗を最小限に抑えながら、生み出された電流を搬送するために十分な断面であることが有利であり得る。更に、導電性トレース940A(及び他の導電性トレース940)は、他の分散サブストリングに沿って経路指定され得(例えば、分散サブストリング1002Gからの導電性トレース940は、分散サブストリング1002Hと分散サブストリング1002Hの右側に隣接する分散サブストリング1002との間に経路指定され得る)、分散PVセルアレイ1100に、リアコンタクトPVセルが配設され得ない「デッドスペース」を追加する。したがって、導電性トレース940(例えば、分散サブストリング1002Gからの導電性トレース940A)の幅を増加させることは、分散PVセルアレイ1010の「デッドスペース」及び全体的なサイズを増加させ得、導電性トレース940(例えば、分散サブストリング1002Gからの導電性トレース940A)の幅を減少させることは、導電性トレース940に沿った電流の流れに対する抵抗の増加を引き起こし得る。 FIG. 9C illustrates a cross-section of the exemplary conductive backsheet 901A of FIG. 9A having multiple thicknesses. Conductive backsheets 901 (eg, conductive backsheets 901A-901G) can be of uniform thickness. Alternatively, the conductive backsheets 901 (eg, conductive backsheets 901A-901G) may be of non-uniform thickness (eg, may include different thicknesses and/or multiple thicknesses). . Advantages of a non-uniform thickness (eg, multiple thicknesses) backsheet 901 may be realized for conductive traces 940 (and 960) or pads 908 that require increased current carrying capacity. For example, referring to FIG. 9A, conductive trace 940A may be routed from distributed substring 1002G (in the upper left corner of the PV cell array) to junction box 942. FIG. Conductive trace 940A may carry current generated by distributed substring 1002G to junction box 942 . Therefore, it may be advantageous for conductive trace 940A (and/or other conductive traces 940) to be of sufficient cross-section to carry the generated current while minimizing resistance. Additionally, conductive traces 940A (and other conductive traces 940) may be routed along other distributed substrings (e.g., conductive trace 940 from distributed substring 1002G may be routed along with distributed substring 1002H). (which may be routed to the right of substring 1002H and adjacent distributed substring 1002H), adds "dead space" to distributed PV cell array 1100 in which no rear contact PV cells can be disposed. Thus, increasing the width of conductive trace 940 (eg, conductive trace 940A from distributed substring 1002G) can increase the "dead space" and overall size of distributed PV cell array 1010, resulting in Reducing the width of 940 (eg, conductive trace 940A from distributed substring 1002G) can cause an increase in resistance to current flow along conductive trace 940. FIG.

この矛盾を緩和するために、導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A~901G)は、複数の(例えば、不均一な)厚さであり得る。例えば、導電性バックシート901は、導電性パッド908及びリアコンタクトPVセル904を裏打ちする面積に対してある厚さであり得、より長い導電性トレース940(例えば、分散サブストリング1002Gからジャンクションボックス942に経路指定された図9Aの導電性トレース940A、又はTCTサブストリング902Aからジャンクションボックス942に経路指定された図9Bの導電性トレース960A)の面積に対して、又は他のトレースと比較して増加した電流を搬送するように意図されたトレースに対して、別の厚さ(例えば、より厚い)であり得る。導電性バックシート901は、用途に応じて、複数の異なる厚さの複数の異なる面積を有し得る。複数の(例えば、不均一な)厚さの導電性バックシート901は、不均一な厚さのストック導電性バックシートからパターン化され得る。追加的に又は代替的に、導電性材料の層は、均一な又はそうでなければ不均一な厚さの導電性バックシート901に加えられてもよい。例えば、導電性材料は、分散サブストリング1002Gから経路指定する導電性トレース940Aの裏側に堆積されてもよく、それによって、導電性トレース940Aの断面積を増加させ、複数の厚さの導電性バックシート901をもたらす。 To alleviate this conflict, the conductive backsheets 901 (eg, conductive backsheets 901A-901G) can be of multiple (eg, non-uniform) thicknesses. For example, the conductive backsheet 901 can be of a certain thickness relative to the area lining the conductive pads 908 and rear contact PV cells 904, allowing for longer conductive traces 940 (e.g., distributed substrings 1002G to junction boxes 942). or the conductive trace 960A of FIG. 9B routed from the TCT substring 902A to the junction box 942) or compared to other traces. It may be of another thickness (eg, thicker) for traces intended to carry the current. The conductive backsheet 901 can have different areas with different thicknesses depending on the application. Multiple (eg, non-uniform) thickness conductive backsheets 901 may be patterned from a non-uniform thickness stock conductive backsheet. Additionally or alternatively, a layer of conductive material may be applied to the conductive backsheet 901 of uniform or otherwise non-uniform thickness. For example, the conductive material may be deposited on the back side of the conductive trace 940A routing from the distributed substring 1002G, thereby increasing the cross-sectional area of the conductive trace 940A and providing multiple thicknesses of the conductive back. A sheet 901 is provided.

図9Dは、PCBタイプのバックシートとしての図9Aの例示的な導電性バックシート901の断面を図示する。導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A~901G)は、プリント回路基板(printed circuit board、PCB)タイプの設計を含み得る。PCBタイプの導電性バックシート901は、誘電体基板(例えば、ガラス繊維、プリプレグなど)の単一層又は複数の層上に配設された導電性材料の単一層又は複数の層を含み得る。導電性領域及び回路は、導電性層にエッチングされるか、又は別様にパターニングされ得る。追加的に又は代替的に、導電性領域は、誘電体基板上に堆積されてもよい(例えば、化学気相堆積、原子層堆積などを介して)導電性材料の複数の層が使用されてもよい。例えば、2つの導電性層PCB型導電性バックシート901は、第1の(例えば、上部)導電性層968、中間誘電体層970、及び第2の(例えば、底部)導電性層972を有してもよい。導電性層(例えば、上部導電性層及び底部導電性層)は、所望の場合、例えば、ビアホール974を介して電気的に接続されてもよい。そのようなPCBタイプの導電性バックシート901の設計は、導電性経路の「デッドスペース」を最小限に抑えるか、又は実質的に排除し得る。例えば、上部導電性層968は、各分散サブストリング1002のリアコンタクトPVセル904を直列に接続するように機能する導電性領域(例えば、導電性パッド908)のみを含み得るが、分散サブストリング1002を相互接続するための導電性トレース940又は960を含まなくてもよい。そのような構成によれば、分散サブストリング1002及びTCTサブストリング902は、導電性経路940又は960のための「デッドスペース」を伴わずに、相互の実質的に近接して配設され得る。分散サブストリング1002又はTCTサブストリング902を相互接続するための導電性トレース940又は960は、底部導電性層972上に配設され得る。各又はいくつかの分散サブストリング1002又はTCTサブストリング902の端子における導電性領域(例えば、導電性パッド908)は、底部導電性層972上の導電性領域(例えば、導電性トレース940)に接続し得る。頂部導電性層968及び底部導電性層972は、例えば、誘電体基板970を貫通するビアホール974によって互いに電気的に接続し得る。頂部導電性層及び/又は底部導電性層は、必要に応じて、他の電気的接続(例えば、本明細書で考察するような集積エレクトロニクス)を実現するための導電性領域を含み得る。そのようなPCBタイプの導電性バックシートを利用することは、導電性材料の複数の層を利用することによって、様々な断面積の導電性経路940及び960を可能にし、導電性経路「デッドスペース」を低減又は実質的に排除し得る。PCBタイプの導電性バックシートは、導電性材料の1つ、2つ、又はそれ以上の層を含み得、各層は、誘電体(例えば、ガラス繊維、プリプレグなど)によって分離され得る。そのようなPCBタイプ導電性バックシートは、そのようなエレクトロニクスのための回路をPCBタイプ導電性バックシートに直接組み込むことによって、エレクトロニクス(例えば、本明細書で更に詳細に考察するようなパワーエレクトロニクス)の導電性バックシートPVモジュールとの組み込みを容易にし得る。 FIG. 9D illustrates a cross section of the exemplary conductive backsheet 901 of FIG. 9A as a PCB type backsheet. Conductive backsheets 901 (eg, conductive backsheets 901A-901G) may include a printed circuit board (PCB) type design. A PCB-type conductive backsheet 901 may include a single layer or multiple layers of conductive material disposed over a single layer or multiple layers of a dielectric substrate (eg, fiberglass, prepreg, etc.). Conductive areas and circuits may be etched or otherwise patterned into the conductive layer. Additionally or alternatively, the conductive region may be deposited on the dielectric substrate (e.g., via chemical vapor deposition, atomic layer deposition, etc.) using multiple layers of conductive material. good too. For example, a two conductive layer PCB-type conductive backsheet 901 has a first (eg, top) conductive layer 968 , an intermediate dielectric layer 970 , and a second (eg, bottom) conductive layer 972 . You may The conductive layers (eg, top conductive layer and bottom conductive layer) may be electrically connected if desired, eg, via via holes 974 . Such a PCB-type conductive backsheet 901 design may minimize or substantially eliminate "dead space" in the conductive pathways. For example, the top conductive layer 968 may include only conductive regions (eg, conductive pads 908) that function to serially connect the rear-contact PV cells 904 of each distributed substring 1002, whereas the distributed substrings 1002 may not include conductive traces 940 or 960 for interconnecting. With such a configuration, the distributed substring 1002 and the TCT substring 902 can be disposed substantially close to each other without “dead space” for conductive paths 940 or 960 . Conductive traces 940 or 960 for interconnecting distributed substrings 1002 or TCT substrings 902 may be disposed on bottom conductive layer 972 . Conductive regions (eg, conductive pads 908) at the terminals of each or some of the distributed substrings 1002 or TCT substrings 902 connect to conductive regions (eg, conductive traces 940) on the bottom conductive layer 972. can. Top conductive layer 968 and bottom conductive layer 972 may be electrically connected to each other by, for example, via holes 974 through dielectric substrate 970 . The top conductive layer and/or the bottom conductive layer may optionally include conductive regions for providing other electrical connections (eg, integrated electronics as discussed herein). Utilizing such a PCB-type conductive backsheet allows for conductive pathways 940 and 960 of varying cross-sectional areas by utilizing multiple layers of conductive material, reducing the amount of conductive pathway "dead space". ” can be reduced or substantially eliminated. PCB-type conductive backsheets may include one, two, or more layers of conductive material, and each layer may be separated by a dielectric (eg, fiberglass, prepreg, etc.). Such PCB-type conductive backsheets can be used for electronics (e.g., power electronics as discussed in more detail herein) by incorporating circuitry for such electronics directly into the PCB-type conductive backsheets. can facilitate integration with a conductive backsheet PV module.

本開示の態様を利用して、様々なサイズの分散PVセルアレイ1010が実施され得る。図11Aは、例示的な4×4交差結合分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。図10A及び図10Bと同様に、同様のパターンで図示された分散サブストリング1002(例えば、分散サブストリング1002A、1002B、1002C、及び1002D)は、電気的に並列に接続され得る。図11Bは、1つ以上の態様による、図11Aの例示的な4×4PVセルアレイの例示的な分散サブストリング1002配列を図示する。本明細書の態様によれば、電気的に並列接続され、かつ空間的に分散されたサブストリング1002のPVセルアレイを生産することが簡素化され得る。PVセルアレイ生産の従来の方法を使用して、そのような電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイを電気的に接続することは、高い設計時間及び設計コストをもたらし得る。そのような生産は、例えば、絶縁及び/又は遮蔽の複数の層を必要とし得る、例えば、複雑な導体配線を必要とし得る。理解され得るように、電気的に並列に接続され、様々な空間的に分散されたサブストリングが、本開示の分散PVセルアレイ1010を用いて達成され得る。例えば、図11Aは、並列に接続された4つの分散サブストリング1002A、1002B、1002C、及び1002Dを図示する。図11Bは、分散サブストリング1002A、1002B、1002C、及び1002Dが分散PVセルアレイ1010全体にわたって空間的に分散される、例示的な空間的に分散されたレイアウト又はトポロジを図示する。従来の方法を使用すると、そのような方式を実現するために、導電性ワイヤ(例えば、リボンワイヤ)が、PVセルアレイを上下に経路指定され得る。導電性ワイヤは、他の導電性ワイヤからの遮蔽及び絶縁を更に必要とし得る。一方、本開示の態様を利用すると、導電性経路のパターンは、導電性バックシート901において作製され、電気的に並列に接続されかつ空間的に分散された(すなわち、隣接しない)分散サブストリング1002の分散PVセルアレイをもたらし得る。同様の簡素化された電気的相互接続性は、本開示の全ての分散PVセルアレイトポロジ及び構成に当てはまり得る。 Various sizes of distributed PV cell arrays 1010 may be implemented utilizing aspects of the present disclosure. FIG. 11A illustrates the electrical interconnectivity of an exemplary 4×4 cross-coupled distributed PV cell array. 10A and 10B, distributed substrings 1002 (eg, distributed substrings 1002A, 1002B, 1002C, and 1002D) illustrated in a similar pattern may be electrically connected in parallel. FIG. 11B illustrates an exemplary distributed substring 1002 arrangement of the exemplary 4×4 PV cell array of FIG. 11A, according to one or more aspects. According to aspects herein, producing PV cell arrays of electrically parallel-connected and spatially distributed substrings 1002 may be simplified. Electrically connecting such electrically parallel and spatially distributed PV cell arrays using conventional methods of PV cell array production can result in high design time and cost. Such production may require, for example, complex conductor wiring, which may require multiple layers of insulation and/or shielding. As can be appreciated, various spatially distributed substrings connected electrically in parallel can be achieved using the distributed PV cell array 1010 of the present disclosure. For example, FIG. 11A illustrates four distributed substrings 1002A, 1002B, 1002C, and 1002D connected in parallel. FIG. 11B illustrates an exemplary spatially distributed layout or topology in which distributed substrings 1002A, 1002B, 1002C, and 1002D are spatially distributed throughout distributed PV cell array 1010. FIG. Using conventional methods, conductive wires (eg, ribbon wires) can be routed up and down the PV cell array to implement such schemes. Conductive wires may also require shielding and insulation from other conductive wires. On the other hand, utilizing aspects of the present disclosure, a pattern of conductive pathways is created in the conductive backsheet 901, electrically connected in parallel and spatially dispersed (i.e., non-adjacent) distributed substrings 1002 of distributed PV cell arrays. Similar simplified electrical interconnectivity may apply to all distributed PV cell array topologies and configurations of this disclosure.

図11Cは、1つ以上の態様による例示的な3×2分散PVセルアレイの電気的相互接続性を図示する。3×3(例えば、図9A、図10A、図10B及び関連する記載を参照)及び4×4(例えば、図11A及び図11B及び関連する記載を参照)の導電性バックシートPVセルアレイが図示されているが、より大きいアレイ及びより小さいアレイ(例えば、2×2、5×5など)も同様に実施され得、本明細書において企図される。対称導電性バックシートPVアレイ1010A及び1010B(例えば、図10A及び図10Bに示すような3×3、図11A及び図11Bに示すような4×4)が図示されているが、非対称導電性バックシートPVアレイ(例えば、3×4、4×3など)が同様に実施され得、本明細書において企図される。図11Cを参照すると、本開示の態様は、非対称導電性バックシートPVセルアレイ100Cを用いて実施され得る。図11Cは、3×2の導電性バックシートPVセルアレイ100Cを図示する。図10A及び図10B並びに図11A及び図11Bと同様に、同様の例示的なパターンを有する分散サブストリング1002(例えば、分散サブストリング1002A及び1002B)は、互いに電気的に並列に接続され得る。図11Dは、又はより態様による、図11Cの例示的な3×2PVセルアレイ1010Cの例示的な分散サブストリング1002配列を図示する。図11Dを参照すると、分散サブストリング1002A及び1002Bは、互いに電気的に並列に接続され得る。しかしながら、分散サブストリング1002A及び1002Bは、互いに空間的に隣接していなくてもよい。同じことが、互いに電気的に並列に接続された分散サブストリングの全て又はいくつかに当てはまり得る。図11Dを参照すると、実施例として、分散サブストリング1002Aは、3×2行列内の要素a_32(右下隅の要素)であり得、分散サブストリング1002Bは、3×2行列内の要素a_11(左上隅の要素)であり得る。代替的に、電気的に並列に接続された分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1002A及び1002B)は、互いに隣接し得る(例えば、分散サブストリング1002A及び1002Bは、互いに隣接し得る)。更に他の態様では、電気的に並列に接続された分散サブストリング1002は、所望に応じて様々に空間的に配向され得る。分散サブストリング1002間の電気的接続は、図11Cの電気バス1040A、電気バス1040B、電気バス1040C、及び電気バス1040Dと称され得、それぞれ図11Eの導電性トレース1140A、導電性トレース1140B、導電性トレース1140C、及び導電性トレース1140Dを用いて実現される電気的接続に対応する。 FIG. 11C illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 3×2 distributed PV cell array in accordance with one or more aspects. 3×3 (see, eg, FIGS. 9A, 10A, 10B and related description) and 4×4 (see, eg, FIGS. 11A and 11B and related description) conductive backsheet PV cell arrays are illustrated. However, larger and smaller arrays (eg, 2×2, 5×5, etc.) can be implemented as well and are contemplated herein. Although symmetrical conductive backsheet PV arrays 1010A and 1010B (eg, 3×3 as shown in FIGS. 10A and 10B, 4×4 as shown in FIGS. 11A and 11B) are illustrated, asymmetric conductive backsheet PV arrays 1010A and 1010B are shown. Sheet PV arrays (eg, 3×4, 4×3, etc.) can be similarly implemented and are contemplated herein. Referring to FIG. 11C, aspects of the present disclosure can be implemented using an asymmetric conductive backsheet PV cell array 100C. FIG. 11C illustrates a 3×2 conductive backsheet PV cell array 100C. Similar to FIGS. 10A-10B and FIGS. 11A-11B, distributed substrings 1002 (eg, distributed substrings 1002A and 1002B) having similar exemplary patterns can be electrically connected in parallel with each other. FIG. 11D illustrates an exemplary distributed substring 1002 arrangement of the exemplary 3×2 PV cell array 1010C of FIG. 11C, or according to a more aspect. Referring to FIG. 11D, distributed substrings 1002A and 1002B may be electrically connected in parallel with each other. However, dispersed substrings 1002A and 1002B need not be spatially adjacent to each other. The same may apply to all or some of the distributed substrings electrically connected in parallel with each other. Referring to FIG. 11D, as an example, scatter substring 1002A can be element a_32 (lower right corner element) in a 3×2 matrix, and scatter substring 1002B can be element a_11 (upper left corner element) in a 3×2 matrix. corner elements). Alternatively, distributed substrings that are electrically connected in parallel (eg, distributed substrings 1002A and 1002B) may be adjacent to each other (eg, distributed substrings 1002A and 1002B may be adjacent to each other). In yet another aspect, the distributed substrings 1002 electrically connected in parallel can be spatially oriented in various ways as desired. Electrical connections between distributed substrings 1002 may be referred to as electrical bus 1040A, electrical bus 1040B, electrical bus 1040C, and electrical bus 1040D in FIG. 1140C and the electrical connections implemented using conductive traces 1140D.

図11Eは、図11C及び図11Dの例示的な分散PVセルアレイ1010Cの例示的な導電性バックシート901Cを図示する。導電性バックシート901Cは、導電性バックシート901Cに関して別段の記載がない限り、導電性バックシート901A、901B、901F、901G、及び901Hの態様(及び一般的に導電性バックシート901に関連して記載する態様)と同様であり得る。リアコンタクトPVセル904は、図示及び記載を明確にするために半透明として図示されている。分散サブストリング1002AのリアコンタクトPVセル904のみが示されているが、他の分散サブストリング1002(例えば、1002B、1002C、1002Dなど)のリアコンタクトPVセル904は、図示を明確にするために省略されている。黒線は、導電性材料のない面積を表し、黒線の間の白い空間は、導電性領域を表す。図11Eを参照すると、導電性領域を切断して、実質的に「U」字形状(サブストリングの物理的な頂部(又は底部)から始まり、物理的な頂部(又は底部)の近くで終わる)である分散サブストリング1002を実現し得る。例えば、図11Eの分散サブストリング1002A(例えば、図9Aの分散サブストリング1002I、1002H、及び1002Gも参照)。しかしながら、導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A、901Bなど)は、様々な形状及び構成の分散サブストリング1002を実現するために切断され得る。例えば、図11Eを参照すると、分散サブストリング100F及び1002Cは、実質的に「C」字形状(サブストリングの物理的中央付近から始まり、サブストリングの物理的中央付近で終わる)であり得る。そのような柔軟性は、異なる理由で有利であり得る。例えば、図11Eでは、分散サブストリング1002F及び1002Cがジャンクションボックス942において又はその近くで終端することが有利であり得る。そのような構成は、分散サブストリングによって生み出された電力をジャンクションボックス942に伝送する、いくつか又は全ての導電性トレースを低減又は排除し得る。更に、いくつかの態様では、分散サブストリングは、異なり、様々な形状であり得る(例えば、分散サブストリングはジグザグパターンに従い得る)。単一の導電性バックシート901は、様々な形状の分散サブストリング1002を含み得る。分散サブストリング1002は、様々な考慮事項のために様々な形状とし得、例えば、分散サブストリングは、電力経路指定の考慮事項、不整合又は耐遮光性の考慮事項、設計又は製造利便性の考慮事項などのために様々な形状とし得る。 FIG. 11E illustrates an exemplary conductive backsheet 901C of the exemplary distributed PV cell array 1010C of FIGS. 11C and 11D. Conductive backsheet 901C may be any of aspects of conductive backsheet 901A, 901B, 901F, 901G, and 901H (and with reference to conductive backsheet 901 in general), unless otherwise noted with respect to conductive backsheet 901C. described embodiment). Rear contact PV cell 904 is shown as translucent for clarity of illustration and description. Only rear-contact PV cells 904 of distributed substring 1002A are shown, rear-contact PV cells 904 of other distributed substrings 1002 (eg, 1002B, 1002C, 1002D, etc.) are omitted for clarity of illustration. It is The black lines represent areas without conductive material, and the white spaces between the black lines represent conductive areas. Referring to FIG. 11E, the conductive regions are cut into a substantially “U” shape (starting at the physical top (or bottom) of the substring and ending near the physical top (or bottom)). We can implement a distributed substring 1002 that is For example, scatter substring 1002A of FIG. 11E (see, eg, scatter substrings 1002I, 1002H, and 1002G of FIG. 9A). However, the conductive backsheets 901 (eg, conductive backsheets 901A, 901B, etc.) can be cut to achieve dispersed substrings 1002 of various shapes and configurations. For example, referring to FIG. 11E, interspersed substrings 100F and 1002C may be substantially "C" shaped (starting near the physical middle of the substring and ending near the physical middle of the substring). Such flexibility can be advantageous for different reasons. For example, in FIG. 11E it may be advantageous for scatter substrings 1002 F and 1002 C to terminate at or near junction box 942 . Such a configuration may reduce or eliminate some or all of the conductive traces that carry power generated by the distributed substrings to junction box 942 . Further, in some aspects, the interspersed substrings may be different and of various shapes (eg, the interspersed substrings may follow a zigzag pattern). A single conductive backsheet 901 can include dispersed substrings 1002 of various shapes. Distributed substrings 1002 may be of various shapes for various considerations, e.g., distributed substrings may vary depending on power routing considerations, mismatch or light tolerance considerations, design or manufacturing convenience considerations. It can be of various shapes for items and the like.

図11Fは、本開示の1つ以上の態様による、例示的な2×6分散PVセルアレイ1010Dの電気的相互接続性を図示する。図11Cは、列よりも多くのサブストリングの行を有する分散PVセルアレイ1010Cを図示する。図11Fを参照すると、分散PVセルアレイ1010Dは、行よりも多くの列を含み得る。(列及び行は、相対的な用語であることが意図されており、PVセルアレイ及びPVモジュールの向きに応じて、列は行と見なされてもよく、行は列と見なされてもよいことに留意されたい)。分散PVセルアレイ1010Dは、12個の分散サブストリング1102A~1102Lを含み得る。分散サブストリングは、電気的に直列に接続された複数のPVセルを含み得る。分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、リアコンタクトPVセル(本明細書に記載するような)、非リアコンタクトPVセル、シングルPVセル、又は任意の他のタイプのPVセルを含み得る。リアコンタクトPVセルの実施例では、分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、(より詳細に記載するように)導電性バックシートを介して互いに電気的に接続され得る。非リアコンタクトPVセルの実施例では、分散サブストリング1102A~1102L内のPVセルは、ビア導体(例えば、はんだ付けされたリボンワイヤ)を含む様々な方法で互いに電気的に接続され得る。代替的に、分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、シングルPVセルを含んでもよい。そのようなPVセルは、隣接するPVセル間の電気的接続を形成するために重ねられてもよい。例えば、1つのPVセルの1つの極性のリード線は、隣接するPVセルの反対の極性のリードの上に重ねられてもよい。隣接するPVセル間の電気的接続は、例えば、隣接するPVセルの対向するリード線間の導電性接着剤又はペーストによって実現されてもよい。 FIG. 11F illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 2×6 distributed PV cell array 1010D, according to one or more aspects of the present disclosure. FIG. 11C illustrates a distributed PV cell array 1010C having more rows of substrings than columns. Referring to FIG. 11F, distributed PV cell array 1010D may include more columns than rows. (Columns and rows are intended to be relative terms; columns may be considered rows and rows may be considered columns, depending on the orientation of the PV cell array and PV module. ). Distributed PV cell array 1010D may include twelve distributed substrings 1102A-1102L. A distributed substring may include multiple PV cells electrically connected in series. The PV cells of distributed substrings 1102A-1102L may include rear-contact PV cells (as described herein), non-rear-contact PV cells, single PV cells, or any other type of PV cells. In the rear-contact PV cell embodiment, the PV cells of distributed substrings 1102A-1102L may be electrically connected to each other via a conductive backsheet (as described in more detail). In non-rear-contact PV cell embodiments, PV cells within distributed substrings 1102A-1102L may be electrically connected to each other in a variety of ways, including via conductors (eg, soldered ribbon wires). Alternatively, the PV cells of distributed substrings 1102A-1102L may comprise single PV cells. Such PV cells may be stacked to form electrical connections between adjacent PV cells. For example, one polarity lead of one PV cell may be overlaid on the opposite polarity lead of an adjacent PV cell. Electrical connections between adjacent PV cells may be achieved, for example, by a conductive adhesive or paste between opposing leads of adjacent PV cells.

図11Fを参照すると、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102Fは、互いに電気的に並列に接続され得、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102G~1102Lは、互いに電気的に並列に接続され得る。図11Fの同じ電気列の分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102G及び1102A)は、互いに電気的に直列に接続され得る。更に、アレイの電気的列中点は、PVセルアレイの他の電気的列中点と交差結合され(すなわち、電気的に接続され)、分散PVセルアレイ1010Dを更に並列化し得る。図11Fの列は、互いに電気的に並列に接続され得る。分散サブストリング1102A~1102L間の電気的相互接続は、図11Fの概略図に従い得る。 Referring to FIG. 11F, distributed substrings 1102A-1102F in the same electrical row (shown in the same pattern) may be electrically connected in parallel to each other and distributed substrings in the same electrical row (shown in the same pattern). Strings 1102G-1102L may be electrically connected in parallel with each other. Distributed substrings (eg, distributed substrings 1102G and 1102A) of the same electrical series in FIG. 11F may be electrically connected in series with each other. Additionally, electrical column midpoints of the array may be cross-coupled (ie, electrically connected) to other electrical column midpoints of the PV cell array to further parallelize the distributed PV cell array 1010D. The columns in FIG. 11F can be electrically connected in parallel with each other. Electrical interconnections between distributed substrings 1102A-1102L may follow the schematic diagram of FIG. 11F.

図11Gは、図11Fの例示的な2×6分散PVセルアレイ1010Dの例示的な物理的配列を図示する。図11Gを参照すると、電気的に並列に接続された分散サブストリング1102A~1102Lは、PVセルアレイ内に様々に物理的に分散され得る。図11Fを参照すると、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102L(例えば、分散サブストリング1102L及び1102G)は、電気的に並列に接続され、様々に分散され得る。分散サブストリング1102A~1102Cは、物理的行1、物理列行1~3に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102G~1102Iは、物理的行1、物理列4~6に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102J~1102Lは、物理的行2、物理列1~3に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102D~1102Fは、物理的行2、物理列4~6に配設され得る。このようにして、図11Fの同じ電気的行の電気的に並列に接続されたサブストリングは、PVセルアレイ全体にわたって様々に物理的に分散され得る。そのような電気的接続及び物理的配設は、分散PVセルアレイ1010Dにわたって遮光パターンを分散させるように動作し得、本明細書において(例えば、図12A及び図12Bを参照して)より詳細に記載するように、遮光状態の増加及び/又は他の不整合状態の緩和を可能にし得る。図11Gの配列に従って物理的に配設及び配列された分散サブストリングは、図11Fの概略図に従って電気的に相互接続され得る。図11Fの分散サブストリングの物理的配列は、図11Gに図示するものに限定されず、むしろ、態様によれば、分散サブストリングは、分散PVセルアレイ1010D全体にわたって様々に分散され得る。 FIG. 11G illustrates an exemplary physical layout of the exemplary 2×6 distributed PV cell array 1010D of FIG. 11F. Referring to FIG. 11G, the distributed substrings 1102A-1102L electrically connected in parallel may be physically distributed differently within the PV cell array. Referring to FIG. 11F, distributed substrings 1102A-1102L (eg, distributed substrings 1102L and 1102G) in the same electrical row (illustrated in the same pattern) may be electrically connected in parallel and distributed differently. Scattered substrings 1102A-1102C may be physically arranged in physical row 1, physical column rows 1-3. Scattered substrings 1102G-1102I may be physically arranged in physical row 1, physical columns 4-6. Scattered substrings 1102J-1102L may be physically arranged in physical row 2, physical columns 1-3. Scattered substrings 1102D-1102F may be arranged in physical row 2, physical columns 4-6. In this way, the electrically parallel-connected substrings of the same electrical row in FIG. 11F can be physically distributed differently throughout the PV cell array. Such electrical connections and physical arrangements can operate to distribute the light shielding pattern across the distributed PV cell array 1010D and are described in more detail herein (eg, with reference to FIGS. 12A and 12B). As such, it may allow for increased shading and/or mitigation of other mismatch conditions. Distributed substrings physically arranged and arranged according to the arrangement of FIG. 11G can be electrically interconnected according to the schematic diagram of FIG. 11F. The physical arrangement of the distributed substrings of FIG. 11F is not limited to that illustrated in FIG. 11G; rather, according to embodiments, the distributed substrings may be variously distributed throughout the distributed PV cell array 1010D.

図11Hは、本開示の1つ以上の態様による例示的な2×5分散PVセルアレイ1010Eの電気的相互接続性を図示する。分散PVセルアレイ1010Eは、本明細書に明示的に記載する場合を除き、全ての点でPVセルアレイ1010Dと同様であり得る。図11Hを参照すると、分散PVセルアレイ1010Eは、奇数の列を含み得る。同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102Eは、互いに電気的に並列に接続され得、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102F~1102Jは、互いに電気的に並列に接続され得る。図11Hの同じ電気列の分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102F及び1102A)は、互いに電気的に直列に接続され得る。更に、アレイの電気的列中点は、PVセルアレイ1010Eの他の電気的列中点と交差結合(すなわち、電気的に接続)され、PVセルアレイ1010Eの電気的接続を更に並列化し得る。図11Hの電気的列は、互いに電気的に並列に接続され得る。分散サブストリング1102A~1102J間の電気的相互接続は、図11Hの概略図に従い得る。 FIG. 11H illustrates electrical interconnectivity of an exemplary 2×5 distributed PV cell array 1010E in accordance with one or more aspects of the disclosure. Distributed PV cell array 1010E may be similar in all respects to PV cell array 1010D, except where explicitly stated herein. Referring to FIG. 11H, distributed PV cell array 1010E may include an odd number of columns. Distributed substrings 1102A-1102E in the same electrical row (shown in the same pattern) may be electrically connected in parallel with each other, and distributed substrings 1102F-1102J in the same electrical row (shown in the same pattern) may may be electrically connected in parallel with each other. Distributed substrings (eg, distributed substrings 1102F and 1102A) of the same electrical series in FIG. 11H may be electrically connected in series with each other. Additionally, electrical column midpoints of the array may be cross-coupled (ie, electrically connected) to other electrical column midpoints of PV cell array 1010E to further parallelize the electrical connections of PV cell array 1010E. The electrical columns in FIG. 11H can be electrically connected in parallel with each other. Electrical interconnections between distributed substrings 1102A-1102J may follow the schematic diagram of FIG. 11H.

図11Iは、図11Hの例示的な2×5分散PVセルアレイ1010Eの例示的な物理的配列を図示する。図11Iを参照すると、電気的に並列に接続された分散サブストリング1102A~1102Jは、PVセルアレイ1010E内に様々に物理的に分散され得る。図11FHを参照すると、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102J(例えば、分散サブストリング1102F及び1102J)は、電気的に並列に接続され、様々に分散され得る。分散サブストリング1102A~1102Cは、物理的行1、物理列行1~3に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102F及び1102Gは、物理的行1、物理的列4~5に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102H~1102Jは、物理的行2、物理列1~3に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102D及び1102Eは、物理的行2、物理列4~5に配設され得る。このようにして、電気的に並列に接続されたサブストリングは、PVセルアレイ全体にわたって様々に物理的に配設され得る。そのような電気的接続及び物理的配設は、分散PVセルアレイ1010Eにわたって遮光パターンを分散させるように動作し得、本明細書において(例えば、図12A及び図12Bを参照して)より詳細に記載するように、遮光状態の増加及び/又は他の不整合状態の緩和を可能にし得る。図11Iの配列に従って物理的に配設され配列された分散サブストリングは、図11Hの概略図に従って電気的に相互接続され得る。図11Hの分散サブストリングの物理的配列は、図11Iに図示するものに限定されず、むしろ、態様によれば、分散サブストリングは、分散PVセルアレイ1010E全体にわたって様々に分散され得る。 FIG. 11I illustrates an exemplary physical layout of the exemplary 2×5 distributed PV cell array 1010E of FIG. 11H. Referring to FIG. 11I, the distributed substrings 1102A-1102J electrically connected in parallel may be physically distributed differently within the PV cell array 1010E. Referring to FIG. 11FH, distributed substrings 1102A-1102J (eg, distributed substrings 1102F and 1102J) in the same electrical row (illustrated in the same pattern) may be electrically connected in parallel and distributed differently. Scattered substrings 1102A-1102C may be physically arranged in physical row 1, physical column rows 1-3. Scattered substrings 1102F and 1102G may be physically located in physical row 1, physical columns 4-5. Scattered substrings 1102H-1102J may be physically arranged in physical row 2, physical columns 1-3. Scattered substrings 1102D and 1102E may be located in physical row 2, physical columns 4-5. In this way, the electrically parallel-connected substrings can be physically arranged differently throughout the PV cell array. Such electrical connections and physical arrangements may operate to distribute light shielding patterns across the distributed PV cell array 1010E and are described in more detail herein (eg, with reference to FIGS. 12A and 12B). As such, it may allow for increased shading and/or mitigation of other mismatch conditions. Distributed substrings physically arranged and arranged according to the arrangement of FIG. 11I can be electrically interconnected according to the schematic diagram of FIG. 11H. The physical arrangement of the distributed substrings in FIG. 11H is not limited to that illustrated in FIG. 11I; rather, according to embodiments, the distributed substrings may be variously distributed throughout the distributed PV cell array 1010E.

上記のように、図11F及び図11Gの分散PVセルアレイ1010DのPVセル、及び図11H及び図11Iの分散PVセルアレイ1010EのPVセルは、リアコンタクト、非リアコンタクト、シングルセルなどを含む任意の種類のPVセルを含み得る。非リアコンタクト及び/又はシングルPVセルは、導体(例えば、リボンワイヤ)を使用して、分散サブストリング間の電気的相互接続の一部又は全部を実現し得る。図11Jは、本開示の1つ以上の態様による、図11Gの分散PVセルアレイ1010Dの例示的な電気的相互接続方式を図示する。上述したように、導体ワイヤ(例えば、リボンワイヤ)を使用して、図11Fに図示するような分散PVセルアレイ1010Dの電気的相互接続を実現し得る。図11Jの異なるパターンのラインは、本明細書に記載するような種々の電気的接続を実現する種々の導電体を図示し得る。分散サブストリング1102A~1102Lの各PVセルは、正電位端子(正端子とも称される)及び負電位端子(負端子とも称される)で終端し得、それらの端子にわたってPVセルの電位が測定され得る。続いて、電気的に直列に接続されたPVセルの分散サブストリング1102A~1102Lは、同様に、正電位端子(正端子とも称される)及び負電位端子(負端子とも称される)で終端し得、分散サブストリングによって生み出される電位が測定され得る。 As noted above, the PV cells of the distributed PV cell array 1010D of FIGS. 11F and 11G and the PV cells of the distributed PV cell array 1010E of FIGS. PV cells. Non-rear contact and/or single PV cells may use conductors (eg, ribbon wires) to provide some or all of the electrical interconnection between distributed substrings. FIG. 11J illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the distributed PV cell array 1010D of FIG. 11G, according to one or more aspects of the present disclosure. As described above, conductor wires (eg, ribbon wires) may be used to provide electrical interconnection of the distributed PV cell array 1010D as illustrated in FIG. 11F. The different patterns of lines in FIG. 11J may illustrate different conductors that provide different electrical connections as described herein. Each PV cell of distributed substrings 1102A-1102L may terminate in a positive potential terminal (also referred to as a positive terminal) and a negative potential terminal (also referred to as a negative terminal) across which the potential of the PV cell is measured. can be Subsequently, the distributed substrings of PV cells 1102A-1102L, electrically connected in series, are similarly terminated at positive potential terminals (also referred to as positive terminals) and negative potential terminals (also referred to as negative terminals). and the potential produced by the distributed substrings can be measured.

図11Jを参照すると、分散PVセルアレイ1010Dは、2行6列の分散サブストリングを含み得る。したがって、各列は、2つの分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102A及び1102J)を含み得る。分散PVセルアレイ1010Dは、図示の目的ために実質的な正中線によって分割され得る。縦方向の正中線は、PVセルアレイ1010Dを左半分と右半分とに分割し得、横方向の正中線は、PVセルアレイ1010Dを上半分と下半分とに分割し得る。PVセルアレイの上半分及び下半分はそれぞれ、二組の電気的に並列に接続された分散サブストリングを含み得る。分散サブストリング1102G~1102Iは、互いに電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166AとしてPVセルアレイ1010Dの下半分に配設され得る。更に、分散サブストリング1102A~1102Cは、電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166BとしてPVセルアレイ1010Dの下半分に配設され得る。サブストリング群1166Aは、分散サブストリング1102G~1102Iの正端子がPVセルアレイ底部縁部1144Aに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Aの分散サブストリングは、PVセルアレイ底部縁部1144Aから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Aの分散サブストリングは、横方向の正中線に実質的に近接する負端子で終端し得る。サブストリング群1166Bは、分散サブストリング1102A~1102Cの負端子がPVセルアレイ底部縁部1144Aに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Bの分散サブストリングは、PVセルアレイ底部縁部1144Aから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Bの分散サブストリングは、PVセルアレイの横方向の正中線に実質的に近接する正端子で終端し得る。電気中点導体1136A(例えば、リボンワイヤ)は、サブストリング群1166Aの正端子及びサブストリング群1166Bの負端子に電気的に接続され、それによって、各群の分散サブストリングの電気的並列接続(すなわち、分散サブストリング1102A~1102Cの並列電気的接続、及び分散サブストリング1102G~1102Iの並列電気的接続)及びサブストリング群1166A及び1166Bの電気的に直列に接続を容易にし得る。電気的中点導体1136Aは、更なる電気的接続(例えば、図11Fを参照して記載するような他の電気的列中点への交差結合接続)のために電気的列中点(図11Fの電気的列中点)を利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。図11F及び図11Jを参照すると、サブストリング群1166C及び1166Aは、互いに電気的に並列に接続され得る。これにより、サブストリング群1166C及び1166Aは、並列に接続されたサブストリング群1166C及び1166Aの両方を含むより大きいサブストリング群の一部分であり得る。 Referring to FIG. 11J, distributed PV cell array 1010D may include 2 rows and 6 columns of distributed substrings. Thus, each column may include two scatter substrings (eg, scatter substrings 1102A and 1102J). Distributed PV cell array 1010D may be divided by a substantial midline for purposes of illustration. A vertical midline may divide PV cell array 1010D into left and right halves, and a horizontal midline may divide PV cell array 1010D into top and bottom halves. The top and bottom halves of the PV cell array may each include two sets of distributed substrings electrically connected in parallel. Distributed substrings 1102G-1102I may be electrically connected in parallel with each other and disposed in the lower half of PV cell array 1010D as substring group 1166A. Further, distributed substrings 1102A-1102C may be electrically connected in parallel and disposed in the lower half of PV cell array 1010D as substring group 1166B. Substring group 1166A may be arranged such that the positive terminals of distributed substrings 1102G-1102I may be disposed proximate PV cell array bottom edge 1144A. Distributed substrings of substring group 1166A may extend from PV cell array bottom edge 1144A toward the lateral midline. The dispersed substrings of substring group 1166A may terminate at negative terminals substantially proximate the lateral midline. Substring group 1166B may be arranged such that the negative terminals of distributed substrings 1102A-1102C may be disposed proximate PV cell array bottom edge 1144A. Distributed substrings of substring group 1166B may extend from PV cell array bottom edge 1144A toward the lateral midline. The distributed substrings of substring group 1166B may terminate at positive terminals substantially proximate to the lateral midline of the PV cell array. An electrical midpoint conductor 1136A (eg, a ribbon wire) is electrically connected to the positive terminal of substring group 1166A and the negative terminal of substring group 1166B, thereby providing an electrical parallel connection (e.g., ribbon wire) of the distributed substrings of each group. parallel electrical connection of distributed substrings 1102A-1102C, and parallel electrical connection of distributed substrings 1102G-1102I) and electrical series connection of substring groups 1166A and 1166B. Electrical midpoint conductors 1136A are connected to electrical column midpoints (FIG. 11F) for further electrical connections (eg, cross-coupled connections to other electrical column midpoints as described with reference to FIG. 11F). can be routed into junction box 1142 to take advantage of the electrical column midpoint of . 11F and 11J, substring groups 1166C and 1166A can be electrically connected in parallel with each other. Thus, substring groups 1166C and 1166A may be part of a larger substring group that includes both substring groups 1166C and 1166A connected in parallel.

上記と同様に、分散サブストリング1102J~1102Lは、互いに電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166CとしてPVセルアレイ1010Dの上半分に配設され得る。更に、分散サブストリング1102D~1102Fは、電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166DとしてPVセルアレイ1010Dの上半分に配設され得る。サブストリング群1166Cは、分散サブストリング1102J~1102Lの正端子がPVセルアレイ頂部縁部1144Bに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Cの分散サブストリングは、PVセルアレイ頂部縁部1144Bから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Cの分散サブストリングは、横方向の正中線に実質的に近接する負端子で終端し得る。サブストリング群1166Dは、分散サブストリング1102D~1102Fの負端子がPVセルアレイ頂部縁部1144Bに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Dの分散サブストリングは、PVセルアレイ頂部縁部1144Bから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Dの分散サブストリングは、PVセルアレイ1010Dの横方向の正中線に実質的に近接する正端子で終端し得る。電気中点導体1136B(例えば、リボンワイヤ)は、サブストリング群1166Cの正端子及びサブストリング群1166Dの負端子に電気的に接続され、それによって、各群の分散サブストリングの電気的並列接続(すなわち、分散サブストリング1102J~1102Lの並列電気的接続、及び分散サブストリング1102D~1102Fの並列電気的接続)及びサブストリング群1166C及び1166Dの電気的に直列に接続を容易に得る。電気中点導体1136Bは、電気列中点(図11Fの電気列中点)を更なる電気的接続(例えば、図11Fを参照して記載するような他の電気列中点、PVモジュールリード線、及び/又はエレクトロニクス(例えば、本明細書に記載するようなPE3202)への交差結合接続)のために利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。図11F及び図11Jを参照すると、サブストリング群1166B及び1166Dは、互いに電気的に並列に接続され得る。これにより、サブストリング群1166B及び1166Dは、並列に接続されたサブストリング群1166B及び1166Dの両方を含むより大きいサブストリング群の部分であり得る。 Similar to the above, distributed substrings 1102J-1102L may be electrically connected in parallel with each other and disposed in the upper half of PV cell array 1010D as substring group 1166C. Further, distributed substrings 1102D-1102F may be electrically connected in parallel and disposed in the upper half of PV cell array 1010D as substring group 1166D. Substring group 1166C may be arranged such that the positive terminals of distributed substrings 1102J-1102L may be disposed proximate PV cell array top edge 1144B. Distributed substrings of substring group 1166C may extend from PV cell array top edge 1144B toward the lateral midline. The dispersed substrings of substring group 1166C may terminate at negative terminals substantially proximate to the lateral midline. Substring group 1166D may be arranged such that the negative terminals of distributed substrings 1102D-1102F may be disposed proximate PV cell array top edge 1144B. The distributed substrings of substring group 1166D may extend from PV cell array top edge 1144B toward the lateral midline. The distributed substrings of substring group 1166D may terminate at positive terminals substantially proximate the lateral midline of PV cell array 1010D. An electrical midpoint conductor 1136B (eg, a ribbon wire) is electrically connected to the positive terminal of substring group 1166C and the negative terminal of substring group 1166D, thereby providing an electrical parallel connection (e.g., ribbon wire) of the distributed substrings of each group. That is, parallel electrical connection of distributed substrings 1102J-1102L and parallel electrical connection of distributed substrings 1102D-1102F) and electrical series connection of substring groups 1166C and 1166D are readily obtained. Electrical midpoint conductor 1136B connects the electrical column midpoint (electrical column midpoint of FIG. 11F) to a further electrical connection (e.g., other electrical column midpoints, PV module lead wires, etc., as described with reference to FIG. 11F). , and/or electronics (eg, cross-coupled connections to PE 3202 as described herein)). 11F and 11J, substring groups 1166B and 1166D may be electrically connected in parallel with each other. Thus, substring groups 1166B and 1166D may be part of a larger substring group that includes both substring groups 1166B and 1166D connected in parallel.

電気中点導体1136A及び1136Bと同様に、負バス導体1162A(例えば、リボンワイヤ)は、分散サブストリング1102G~1102Iの負端子に電気的に接続され得る。更に、負バス導体1162Bは、分散サブストリング1102J~1102Lの負端子に電気的に接続され得る。負バス導体1162A及び1162Bは、分散PVセルアレイ1010Dの残りの電気的接続が(本明細書により詳細に記載するように)完成され得るようにジャンクションボックス1142内に経路指定され得、様々な電気的接続(例えば、PVモジュールリード線、PE3202など)に利用され得る。同様に、正バス導体1164A(例えば、リボンワイヤ)は、分散サブストリング1102A~1102Cの正端子に電気的に接続され得る。更に、正バス導体1164Bは、分散サブストリング1102D~1102Fの正端子に電気的に接続され得る。正バス導体1164A及び1164Bは、分散PVセルアレイ1010Dの残りの電気的接続が(本明細書により詳細に記載するように)完成され得るようにジャンクションボックス1142に経路指定され得、様々な電気的接続(例えば、PVモジュールリード線、PE3202など)に利用され得る。 Similar to electrical midpoint conductors 1136A and 1136B, a negative bus conductor 1162A (eg, a ribbon wire) can be electrically connected to the negative terminals of distributed substrings 1102G-1102I. Additionally, negative bus conductor 1162B may be electrically connected to the negative terminals of distributed substrings 1102J-1102L. Negative bus conductors 1162A and 1162B may be routed into junction box 1142 such that the remaining electrical connections of distributed PV cell array 1010D may be completed (as described in greater detail herein) and various electrical It can be used for connections (eg, PV module leads, PE3202, etc.). Similarly, a positive bus conductor 1164A (eg, a ribbon wire) can be electrically connected to the positive terminals of distributed substrings 1102A-1102C. Additionally, positive bus conductor 1164B may be electrically connected to the positive terminals of distributed substrings 1102D-1102F. Positive bus conductors 1164A and 1164B may be routed to junction box 1142 so that the remaining electrical connections of distributed PV cell array 1010D may be completed (as described in greater detail herein) to provide various electrical connections. (eg, PV module leads, PE3202, etc.).

ジャンクションボックス1142内で行われ得る電気的接続は示されていないが、導体がジャンクションボックス1142で終端するように図示されている。しかしながら、図11Fに関連して記載したような電気的方式は、ジャンクションボックス1142において完成され得る。ジャンクションボックス1142において、正バス導体1164A及び1164Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、負バス導体1162A及び1162Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、電気中点導体1136A及び1136Bは、互いに電気的に接続され得る。こうして、電気的に並列に接続されかつ空間的に分散されたサブストリングを有する分散PVセルアレイ1010Dが容易に実現され得る。更に、本明細書に記載するように、追加の構成要素、例えば、PVモジュールリード線(分散PVセルアレイ1010Dによって生み出された電力を利用し得る)、エレクトロニクス(例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパス、PE3202など)などが、ジャンクションボックス1142において分散PVセルアレイ1010Dに追加され得る。更に、記載するように、ジャンクションボックスの外側の導体交差並びに複雑な導体レイアウト及び配線は、生産の労力及びコストを増加させ得る。したがって、図11F、図11G、及び図11Jのレイアウト及び接続を利用して、電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイ1010Dが、そのような過度の複雑さ又はコストを伴わずに生産及び製造され得ることを理解されたい。 Electrical connections that may be made within junction box 1142 are not shown, but conductors are shown terminating at junction box 1142 . However, an electrical scheme such as that described in connection with FIG. 11F can be completed at junction box 1142 . At junction box 1142, positive bus conductors 1164A and 1164B may be electrically connected together. Further, at junction box 1142, negative bus conductors 1162A and 1162B may be electrically connected together. Further, at junction box 1142, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may be electrically connected together. Thus, a distributed PV cell array 1010D having substrings electrically connected in parallel and spatially distributed can be easily realized. Additionally, as described herein, additional components such as PV module leads (which may utilize the power generated by the distributed PV cell array 1010D), electronics (eg, bypass diodes, active bypass, PE3202, etc.) ), etc., may be added to distributed PV cell array 1010D at junction box 1142. FIG. Additionally, as noted, conductor crossovers outside the junction box and complex conductor layout and routing can increase production effort and cost. Thus, utilizing the layout and connections of FIGS. 11F, 11G, and 11J, an electrically parallel and spatially distributed PV cell array 1010D can be implemented without such undue complexity or cost. It should be understood that it can be produced and manufactured.

本明細書のいくつかの態様によれば、電気中点導体1136A及び1136Bは、互いに接続されなくてもよい。更に、そのような態様によれば、電気中点導体1136A及び1136Bは、(例えば、PE3202によって)様々に利用されるようにジャンクションボックス1142内に経路指定され得るか、又はジャンクションボックス1142内に経路指定されなくてもよい(電気中点導体1136A及び1136Bは、依然としてジャンクションボックス1142の外部で利用され得る)。電気中点導体1136A及び1136Bが接続されていない態様によれば、分散PVセルアレイの上半分と下半分との間で交差結合が失われ得る(すなわち、サブストリング群1166A及び1166Bは、サブストリング群1166C及び1166Dと交差結合されない場合がある)。 According to some aspects herein, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may not be connected together. Further, in accordance with such aspects, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may be routed into junction box 1142 for various utilization (eg, by PE 3202) or may be routed into junction box 1142. May not be specified (electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may still be utilized outside junction box 1142). According to aspects in which electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are not connected, cross-coupling may be lost between the top and bottom halves of the distributed PV cell array (i.e., substring groups 1166A and 1166B may 1166C and 1166D).

図11F、図11G及び図11Jは、12個の分散サブストリングを有する分散PVセルアレイの実施例を図示する。態様によれば、分散PVセルアレイは、任意の数のサブストリング(例えば、2、4、10、13、20、25など)を有し得る。図11F、図11G、及び図11Jは、縦方向の正中線及び横方向の正中線にわたって対称である例示的な分散PVセルアレイを図示する。本明細書の態様によれば、分散PVセルアレイは、(図11H、図11I、図11K、及び図11M~図11Oに関連して詳述されるように)縦方向の正中線及び/又は横方向の正中線にわたって非対称であり得る。分散PVセルアレイ1010DのPVセルは、片面用途(実質的に全ての照射がPVセルの片面で生じる)又は両面用途(PVセル及び用途がPVセルの両面で照射されるように設計されている)に適合され得る。図11Jを参照すると、PVセルアレイ1010Dが両面用途に適合される場合、電気中点導体1136A及び1136Bは、分散サブストリング間(例えば、分散サブストリング1102Cと1102Gとの間、及び分散サブストリング1102Lと1102Dとの間)に経路指定され得る。PVセルアレイ1010Dが片面用途に適合される場合、PVセルの背面は覆われ得、したがって、電気中点導体1136A及び1136Bは、分散サブストリングの一部の背後(例えば、分散サブストリング1102C及び1102Lの背後)に経路指定され得る。電気中点導体1136A及び1136B(片面用途であれ両面用途であれ)は、他の場所に経路指定され得る。例えば、構成に起因して、導体(例えば、リボンワイヤ)を延ばすための空間が分散PVセルアレイの縁部に沿って存在し得、そのような用途では、中点導体1136A及び1136Bを分散PVセルアレイ1010Dの縁部に沿って(例えば、分散サブストリング1102A及び1102Jに沿って)経路指定することが有利であり得る。図11F、図11G及び図11Jの分散サブストリング1102A~1102Lは、サブストリング当たり任意の数(例えば、10、12、16、30、35など)のPVセルを含み得る。図11F、図11G及び図11Jの分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、任意のサイズのPVセル(例えば、標準サイズG1、G12など、又は任意の他のサイズのPVセル)であり得る。更に、図11F、図11G及び図11Jの分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、リアコンタクトPVセル、非リアコンタクトPVセル、シングルPVセル、又は任意の他の種類のPVセルであり得る。 Figures 11F, 11G and 11J illustrate examples of distributed PV cell arrays having 12 distributed substrings. According to aspects, a distributed PV cell array can have any number of substrings (eg, 2, 4, 10, 13, 20, 25, etc.). Figures 11F, 11G, and 11J illustrate exemplary distributed PV cell arrays that are symmetrical across the longitudinal midline and the lateral midline. According to aspects herein, the distributed PV cell array has a longitudinal midline and/or a lateral It can be asymmetrical across the directional midline. The PV cells of distributed PV cell array 1010D may be single-sided applications (substantially all illumination occurs on one side of the PV cells) or double-sided applications (PV cells and applications are designed to be illuminated on both sides of the PV cell). can be adapted to Referring to FIG. 11J, when PV cell array 1010D is adapted for double-sided use, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are routed between distributed substrings (e.g., between distributed substrings 1102C and 1102G and between distributed substrings 1102L). 1102D). If the PV cell array 1010D is adapted for single-sided use, the backside of the PV cells may be covered so that the electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are behind some of the distributed substrings (e.g., of the distributed substrings 1102C and 1102L). behind). Electrical midpoint conductors 1136A and 1136B (whether for single-sided or double-sided applications) may be routed elsewhere. For example, due to the configuration, there may be space along the edges of the distributed PV cell array for running conductors (eg, ribbon wires), and in such applications midpoint conductors 1136A and 1136B may be connected to the distributed PV cell array. It may be advantageous to route along the edges of 1010D (eg, along scatter substrings 1102A and 1102J). The distributed substrings 1102A-1102L of FIGS. 11F, 11G and 11J may include any number of PV cells (eg, 10, 12, 16, 30, 35, etc.) per substring. The PV cells of the distributed substrings 1102A-1102L of FIGS. 11F, 11G and 11J can be any size PV cell (eg, standard size G1, G12, etc., or any other size PV cell). Further, the PV cells of the distributed substrings 1102A-1102L of FIGS. 11F, 11G and 11J can be rear-contact PV cells, non-rear-contact PV cells, single PV cells, or any other type of PV cells.

図11Jは、等しいサイズのサブストリング群1166A~1166Dを有する分散PVセルアレイを図示する。図11Kは、図11Iの分散PVセルアレイ1010Eの例示的な電気的相互接続方式を図示する。図11Kを参照すると、サブストリング群1166A~1166Dは、様々にサイズ決めされ得る。上述したように、導体ワイヤ(例えば、リボンワイヤ)を使用して、図11Hに図示するような分散PVセルアレイ1010Eの電気的相互接続を実現し得る。図11Kにおける異なるパターンのラインは、本明細書に記載するような種々の電気的接続を実現し得る、種々の導電体を図示し得る。分散サブストリング1102A~1102Jの各PVセルは、正電位端子(正端子とも称され)及び負電位端子(負端子とも称される)で終端し得、これらの端子にわたって、PVセルの電位が測定され得る。続いて、電気的に直列に接続されたPVセルの分散サブストリング1102A~1102Jは、同様に、正電位端子(正端子とも称される)及び負電位端子(負端子とも称される)で終端し得、これらの端子にわたって、分散サブストリングによって生み出される電位が測定され得る。図11Kを参照すると、PVセルアレイ1010Eは、分散サブストリングのうちの2行及び5列を含み得る。したがって、各列は、2つの分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102A及び1102H)を含み得る。分散PVセルアレイ1010Eは、図示のために実質的な正中線によって分割され得る。横方向の正中線は、PVセルアレイ1010Eを上半分と下半分とに分割し得る。PVセルアレイの上半分及び下半分はそれぞれ、二組の電気的に並列に接続された分散サブストリングを含み得る。分散サブストリング1102F及び1102Gは、互いに電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166AとしてPVセルアレイ1010Eの下半分に配設され得る。更に、分散サブストリング1102A~1102Cは、電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166BとしてPVセルアレイ1010Eの下半分に配設され得る。サブストリング群1166Aは、分散サブストリング1102F及び1102Gの正端子がPVセルアレイ底部縁部1144Aに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Aのうちの分散サブストリングは、PVセルアレイ底部縁部1144Aから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Aのうちの分散サブストリングは、横方向の正中線に実質的に近接する負端子で終端し得る。サブストリング群1166Bは、分散サブストリング1102A~1102Cの負端子がPVセルアレイ底部縁部1144Aに近接して配設され得るように配設され得る。サブストリング群1166Bのうちの分散サブストリングは、PVセルアレイ底部縁部1144Aから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Bのうちの分散サブストリングは、PVセルアレイ1010Eの横方向の正中線に実質的に近接する正端子で終端し得る。電気中点導体1136A(例えば、リボンワイヤ)は、サブストリング群1166Aの正端子及びサブストリング群1166Bの負端子に電気的に接続され、それによって、各群のうちの分散サブストリングの電気的並列接続(すなわち、分散サブストリング1102A~1102Cの並列電気的接続、及び分散サブストリング1102F及び1102Gの並列電気的接続)、並びにサブストリング群1166A及び1166Bの電気的に直列に接続を容易にし得る。電気的中点導体1136Aは、更なる電気的接続(例えば、図11Hを参照して記載するような他の電気的列中点への交差結合接続)のために電気的列中点(図11Hの電気的列中点)を利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。図11H及び図11Kを参照すると、サブストリング群1166A及び1166Cは、互いに電気的に並列に接続され得る。これにより、サブストリング群1166A及び1166Cは、並列に接続されたサブストリング群1166A及び1166Cの両方を備える、より大きいサブストリング群の一部であり得る。 FIG. 11J illustrates a distributed PV cell array having equally sized substring groups 1166A-1166D. FIG. 11K illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the distributed PV cell array 1010E of FIG. 11I. Referring to FIG. 11K, substring groups 1166A-1166D may be sized differently. As described above, conductor wires (eg, ribbon wires) may be used to provide electrical interconnection of distributed PV cell arrays 1010E as illustrated in FIG. 11H. The different patterns of lines in FIG. 11K may illustrate various conductors that may provide various electrical connections as described herein. Each PV cell of distributed substrings 1102A-1102J may terminate in a positive potential terminal (also referred to as a positive terminal) and a negative potential terminal (also referred to as a negative terminal) across which the potential of the PV cell is measured. can be Subsequently, the distributed substrings of PV cells 1102A-1102J that are electrically connected in series are similarly terminated at positive potential terminals (also referred to as positive terminals) and negative potential terminals (also referred to as negative terminals). Across these terminals the potential produced by the distributed substring can be measured. Referring to FIG. 11K, PV cell array 1010E may include two rows and five columns of distributed substrings. Thus, each column may include two scatter substrings (eg, scatter substrings 1102A and 1102H). Distributed PV cell array 1010E may be divided by a substantial midline for purposes of illustration. A lateral midline may divide the PV cell array 1010E into upper and lower halves. The top and bottom halves of the PV cell array may each include two sets of distributed substrings electrically connected in parallel. Distributed substrings 1102F and 1102G may be electrically connected in parallel with each other and disposed in the lower half of PV cell array 1010E as substring group 1166A. Further, distributed substrings 1102A-1102C may be electrically connected in parallel and disposed in the lower half of PV cell array 1010E as substring group 1166B. Substring group 1166A may be arranged such that the positive terminals of distributed substrings 1102F and 1102G may be disposed proximate PV cell array bottom edge 1144A. Dispersed substrings of substring group 1166A may extend from PV cell array bottom edge 1144A toward the lateral midline. Dispersed substrings of substring group 1166A may terminate at negative terminals substantially proximate the lateral midline. Substring group 1166B may be arranged such that the negative terminals of distributed substrings 1102A-1102C may be arranged proximate PV cell array bottom edge 1144A. Dispersed substrings of substring group 1166B may extend from PV cell array bottom edge 1144A toward the lateral midline. Distributed substrings of substring group 1166B may terminate at positive terminals substantially proximate the lateral midline of PV cell array 1010E. An electrical midpoint conductor 1136A (eg, a ribbon wire) is electrically connected to the positive terminal of substring group 1166A and the negative terminal of substring group 1166B, thereby electrically paralleling the distributed substrings of each group. Connections (ie, parallel electrical connection of distributed substrings 1102A-1102C and parallel electrical connection of distributed substrings 1102F and 1102G) and electrical series connection of substring groups 1166A and 1166B may be facilitated. Electrical midpoint conductors 1136A are connected to electrical column midpoints (FIG. 11H) for further electrical connections (eg, cross-coupled connections to other electrical column midpoints as described with reference to FIG. 11H). can be routed into junction box 1142 to take advantage of the electrical column midpoint of . 11H and 11K, substring groups 1166A and 1166C may be electrically connected in parallel with each other. Thus, substring groups 1166A and 1166C may be part of a larger substring group comprising both substring groups 1166A and 1166C connected in parallel.

上記と同様に、分散サブストリング1102H~1102Jは、互いに電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166CとしてPVセルアレイ1010Eの上半分に配設され得る。更に、分散サブストリング1102D及び1102Eは、電気的に並列に接続され得、サブストリング群1166DとしてPVセルアレイ1010Eの上半分に配設され得る。サブストリング群1166Cは、分散サブストリング1102H~1102Jの正端子がPVセルアレイ頂部縁部1144Bに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Cの分散サブストリングは、PVセルアレイ頂部縁部1144Bから横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Cの分散サブストリングは、横方向の正中線に実質的に近接する負端子で終端し得る。サブストリング群1166Dは、分散サブストリング1102D及び1102Eの負端子がPVセルアレイ頂部縁部1144Bに近接して配設され得るように配列され得る。サブストリング群1166Dの分散サブストリングは、PVセルアレイ縁部から横方向の正中線に向かって延在し得る。サブストリング群1166Dの分散サブストリングは、PVセルアレイ1010Eの横方向の正中線に実質的に近接する正端子で終端し得る。電気中点導体1136B(例えば、リボンワイヤ)は、サブストリング群1166Cの正端子及びサブストリング群1166Dの負端子に電気的に接続され、それによって、各群のうちの分散サブストリングの電気的並列接続(すなわち、分散サブストリング1102H~1102Jの並列電気的接続、及び分散サブストリング1102D及び1102Eの並列電気的接続)及びサブストリング群1166C及び1166Dの電気的に直列に接続を容易にし得る。電気中点導体1136Bは、電気列中点(図11Hの電気列中点)を更なる電気的接続(例えば、図11Hを参照して記載するような他の電気列中点、PVモジュールリード線、及び/又はエレクトロニクス(例えば、本明細書に記載するようなPE3202)への交差結合接続)のために利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。 Similar to the above, distributed substrings 1102H-1102J may be electrically connected in parallel with each other and disposed in the upper half of PV cell array 1010E as substring group 1166C. Further, distributed substrings 1102D and 1102E may be electrically connected in parallel and disposed in the upper half of PV cell array 1010E as substring group 1166D. Substring group 1166C may be arranged such that the positive terminals of distributed substrings 1102H-1102J may be disposed proximate PV cell array top edge 1144B. Distributed substrings of substring group 1166C may extend from PV cell array top edge 1144B toward the lateral midline. The dispersed substrings of substring group 1166C may terminate at negative terminals substantially proximate to the lateral midline. Substring group 1166D may be arranged such that the negative terminals of distributed substrings 1102D and 1102E may be disposed proximate PV cell array top edge 1144B. The distributed substrings of substring group 1166D may extend from the PV cell array edge toward the lateral midline. The distributed substrings of substring group 1166D may terminate at positive terminals substantially proximate the lateral midline of PV cell array 1010E. An electrical midpoint conductor 1136B (eg, a ribbon wire) is electrically connected to the positive terminal of substring group 1166C and the negative terminal of substring group 1166D, thereby electrically paralleling the distributed substrings of each group. Connections (ie, parallel electrical connection of distributed substrings 1102H-1102J and parallel electrical connection of distributed substrings 1102D and 1102E) and electrical series connection of substring groups 1166C and 1166D may be facilitated. Electrical midpoint conductors 1136B connect electrical column midpoints (electrical column midpoints in FIG. 11H) to further electrical connections (e.g., other electrical column midpoints, PV module lead wires, etc., as described with reference to FIG. 11H). , and/or electronics (eg, cross-coupled connections to PE 3202 as described herein)).

電気中点導体1136A及び1136Bと同様に、負バス導体1162A(例えば、リボンワイヤ)は、分散サブストリング1102F及び1102Gの負端子に電気的に接続され得る。更に、負バス導体1162Bは、分散サブストリング1102H~1102Jの負端子に電気的に接続され得る。負バス導体1162A及び1162Bは、分散PVセルアレイ1010Eの残りの電気的接続が(本明細書により詳細に記載するように)完成され得るようにジャンクションボックス1142内に経路指定され得、様々な電気的接続(例えば、PVモジュールリード線、PE3202など)に利用され得る。同様に、正バス導体1164A(例えば、リボンワイヤ)は、分散サブストリング1102A~1102Cの正端子に電気的に接続され得る。更に、正バス導体1164Bは、分散サブストリング1102D及び1102Eの正端子に電気的に接続され得る。正バス導体1164A及び1164Bは、分散PVセルアレイ1010Eの残りの電気的接続が(本明細書により詳細に記載するように)完成され得るようにジャンクションボックス1142に経路指定され得、様々な電気的接続(例えば、PVモジュールリード線、PE3202など)に利用され得る。図11H及び図11Kを参照すると、サブストリング群1166B及び1166Dは、互いに電気的に並列に接続され得る。これにより、サブストリング群1166B及び1166Dは、並列に接続されたサブストリング群1166B及び1166Dの両方を含むより大きいサブストリング群の部分であり得る。 Similar to electrical midpoint conductors 1136A and 1136B, a negative bus conductor 1162A (eg, a ribbon wire) can be electrically connected to the negative terminals of distributed substrings 1102F and 1102G. Additionally, negative bus conductor 1162B may be electrically connected to the negative terminals of distributed substrings 1102H-1102J. Negative bus conductors 1162A and 1162B may be routed into junction box 1142 such that the remaining electrical connections of distributed PV cell array 1010E may be completed (as described in greater detail herein) and various electrical connections. It can be used for connections (eg, PV module leads, PE3202, etc.). Similarly, a positive bus conductor 1164A (eg, a ribbon wire) can be electrically connected to the positive terminals of distributed substrings 1102A-1102C. Additionally, positive bus conductor 1164B may be electrically connected to the positive terminals of distributed substrings 1102D and 1102E. Positive bus conductors 1164A and 1164B may be routed to junction box 1142 so that the remaining electrical connections of distributed PV cell array 1010E may be completed (as described in greater detail herein) to provide various electrical connections. (eg, PV module leads, PE3202, etc.). 11H and 11K, substring groups 1166B and 1166D may be electrically connected in parallel with each other. Thus, substring groups 1166B and 1166D may be part of a larger substring group that includes both substring groups 1166B and 1166D connected in parallel.

ジャンクションボックス1142内で行われ得る電気的接続は図示されておらず、むしろ導電体がジャンクションボックス1142で終端するように示図示されている。しかしながら、図11Hに関連して記載したような電気的方式は、ジャンクションボックス1142において完成され得る。ジャンクションボックス1142において、正バス導体1164A及び1164Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、負バス導体1162A及び1162Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックスにおいて、電気中点導体1136A及び1136Bは、互いに電気的に接続され得る。こうして、電気的に並列に接続されかつ空間的に分散されたサブストリングを有する分散PVセルアレイ1010Eが容易に実現され得る。更に、本明細書に記載するように、追加の構成要素、例えば、PVモジュールリード線(分散PVセルアレイ1010Eによって生み出される電力を利用し得る)、エレクトロニクス(例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパス、PE3202など)が、ジャンクションボックス1142において分散PVセルアレイ1010Eに追加され得る。更に、上述したように、ジャンクションボックスの外側の導体交差、並びに複雑な導体レイアウト及び配線は、生産の労力及びコストを増加させ得る。したがって、図11H、図11I、及び図11Kのレイアウト及び接続を利用して、電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイ1010Eが、そのような過度の複雑さ又はコストを伴わずに生産及び製造され得ることを理解されたい。更に、電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイの態様は、奇数の列並びに偶数の列を有するPVセルアレイで実施され得ることが理解され得る。 Electrical connections that may be made within junction box 1142 are not shown, rather conductors are shown terminating at junction box 1142 . However, an electrical scheme such as that described in connection with FIG. 11H can be completed at junction box 1142 . At junction box 1142, positive bus conductors 1164A and 1164B may be electrically connected together. Further, at junction box 1142, negative bus conductors 1162A and 1162B may be electrically connected together. Further, at the junction box, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B can be electrically connected together. Thus, a distributed PV cell array 1010E having substrings electrically connected in parallel and spatially distributed can be easily realized. Additionally, as described herein, additional components such as PV module leads (which may utilize the power generated by the distributed PV cell array 1010E), electronics (eg, bypass diodes, active bypass, PE3202, etc.) may be added to distributed PV cell array 1010E at junction box 1142. FIG. Additionally, as discussed above, conductor crossovers outside the junction box and complex conductor layouts and wiring can increase production effort and cost. Therefore, utilizing the layout and connections of FIGS. It should be understood that it can be produced and manufactured. Further, it can be appreciated that aspects of electrically parallel and spatially distributed PV cell arrays can be implemented with PV cell arrays having an odd number of columns as well as an even number of columns.

本明細書のいくつかの態様によれば、電気中点導体1136A及び1136Bは、互いに接続されなくてもよい。更に、そのような態様によれば、電気中点導体1136A及び1136Bは、(例えば、PE3202によって)様々に利用されるようにジャンクションボックス1142内に経路指定され得るか、又はジャンクションボックス1142内に経路指定されなくてもよい(電気中点導体1136A及び1136Bは、依然としてジャンクションボックス1142の外部で利用され得る)。電気中点導体1136A及び1136Bが接続されていない態様によれば、分散PVセルアレイの上半分と下半分との間で交差結合が失われ得る(すなわち、サブストリング群1166A及び1166Bは、サブストリング群1166C及び1166Dと交差結合されない場合がある)。 According to some aspects herein, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may not be connected together. Further, in accordance with such aspects, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may be routed into junction box 1142 for various utilization (eg, by PE 3202) or routed into junction box 1142. May not be specified (electrical midpoint conductors 1136A and 1136B may still be utilized outside junction box 1142). According to aspects in which electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are not connected, cross-coupling may be lost between the top and bottom halves of the distributed PV cell array (i.e., substring groups 1166A and 1166B may 1166C and 1166D).

図11J及び図11Kの導電体(例えば、電気中点導体1136A及び1136B、負バス導体1162A及び1162B、並びに正バス導体1164A及び1164B)は、様々な形態の導体を含み得る。例えば、そのような導体は、リボンワイヤ、銅ワイヤなどを含み得る。ワイヤ又は導体は、撚り線又は中実であり得る。単一のPVセルアレイにおける導体の任意の組み合わせが、本明細書において企図される。更に、図11J及び図11Kの導電体は、PVセル及び構成要素に様々に電気的に接続され得る。例えば、導電体は、はんだ付け、圧着、接着(例えば、導電性接着剤を介して)され得る。単一のPVセルアレイにおける電気的接続の様々な方法が、本明細書において企図される。態様によれば、本明細書に記載するように、導電性バックシートを利用して電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイを実現することは、用途に応じて有利であり得る。しかしながら、考慮事項に応じて、導電性バックシートを生産する必要なく、電気的に並列にかつ空間的に分散されたPVセルアレイを生産することが有利であり得る。例えば、導電性バックシートの生産は、特殊な機器を必要とし得る。こうして、電気的に並列に接続され、かつ空間的に分散されたPVセルアレイは、図11J及び図11Kを参照して本開示を利用して達成され得る。 The conductors of FIGS. 11J and 11K (eg, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B, negative bus conductors 1162A and 1162B, and positive bus conductors 1164A and 1164B) may include various forms of conductors. For example, such conductors may include ribbon wires, copper wires, and the like. The wires or conductors can be stranded or solid. Any combination of conductors in a single PV cell array is contemplated herein. Further, the conductors of FIGS. 11J and 11K can be variously electrically connected to PV cells and components. For example, the conductors can be soldered, crimped, glued (eg, via a conductive adhesive). Various methods of electrical connection in a single PV cell array are contemplated herein. According to aspects, utilizing a conductive backsheet to achieve electrically parallel and spatially distributed PV cell arrays, as described herein, can be advantageous in some applications. . However, depending on considerations, it may be advantageous to produce electrically parallel and spatially distributed PV cell arrays without the need to produce a conductive backsheet. For example, the production of conductive backsheets may require specialized equipment. Thus, an electrically parallel-connected and spatially distributed PV cell array can be achieved using the present disclosure with reference to FIGS. 11J and 11K.

図11H、図11I及び図11Kは、10個の分散サブストリングを有する例示的な分散PVセルアレイを図示する。態様によれば、分散PVセルアレイは、任意の数のサブストリング(例えば、2、4、10、13、20、25など)を有し得る。図11H、図11I及び図11Kは、例示的な分散PVセルアレイを、横方向の正中線及び横方向の正中線にわたって非対称であるものとして図示する。本明細書の態様によれば、分散PVセルアレイは、(図11F、図11G、図11J、及び図11Lに関連して本明細書に記載するように)縦方向の正中線及び/又は横方向の正中線にわたって対称であり得る。分散PVセルアレイ1010EのPVセルは、片面用途(実質的に全ての照射がPVセルの片面で生じる)又は両面用途(PVセル及び用途がPVセルの両面で照射されるように設計されている)に適合され得る。図11Kを参照すると、PVセルアレイ1010Eが両面用途に適合される場合、電気中点導体1136A及び1136Bは、分散サブストリング間(例えば、分散サブストリング1102Cと1102Fとの間、及び分散サブストリング1102Jと1102Dとの間)に経路指定され得る。PVセルアレイ1010Eが片面用途に適合される場合、PVセルの背面は覆われ得、したがって、電気中点導体1136A及び1136Bは、分散サブストリングの一部の背後(例えば、分散サブストリング1102C及び1102Lの背後)に経路指定され得る。電気中点導体1136A及び1136B(片面用途であれ両面用途であれ)は、他の場所に経路指定され得る。例えば、構成に起因して、導体(例えば、リボンワイヤ)を延ばすための空間が分散PVセルアレイの縁部に沿って存在し得、そのような用途では、中点導体1136A及び1136Bを分散PVセルアレイ1010Dの縁部に沿って(例えば、分散サブストリング1102A及び1102Jに沿って)経路指定することが有利であり得る。図11H、図11I及び図11Kの分散サブストリング1102A~1102Jは、サブストリング当たり任意の数(例えば、10、12、16、30、35など)のPVセルを含み得る。図11H、図11I及び図11Kの分散サブストリング1102A~1102LのPVセルは、任意のサイズのPVセル(例えば、標準サイズG1、G12など、又は任意の他のサイズのPVセル)であり得る。更に、図11H、図11I及び図11Lの分散サブストリング1102A~1102JのPVセルは、リアコンタクトPVセル、非リアコンタクトPVセル、シングルPVセル、又は任意の他の種類のPVセルであり得る。図11Kは、サブストリング群1166A~1166Dを、2つ又は3つの分散したサブストリングを有するものとして図示する。本明細書の態様によれば、サブストリング群は、群ごとに任意の数のサブストリングを含み得、群ごとのサブストリングの数は、単一のPVセルアレイ内で変化し得る。 11H, 11I and 11K illustrate an exemplary distributed PV cell array having ten distributed substrings. According to aspects, a distributed PV cell array can have any number of substrings (eg, 2, 4, 10, 13, 20, 25, etc.). 11H, 11I and 11K illustrate exemplary distributed PV cell arrays as being laterally midline and asymmetrical across the lateral midline. According to aspects herein, the distributed PV cell array may have a longitudinal midline and/or a lateral can be symmetrical across the midline of The PV cells of distributed PV cell array 1010E may be single-sided applications (substantially all illumination occurs on one side of the PV cells) or double-sided applications (PV cells and applications are designed to be illuminated on both sides of the PV cells). can be adapted to Referring to FIG. 11K, when PV cell array 1010E is adapted for double-sided use, electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are routed between distributed substrings (e.g., between distributed substrings 1102C and 1102F and between distributed substrings 1102J). 1102D). If the PV cell array 1010E is adapted for single-sided use, the backside of the PV cells may be covered so that the electrical midpoint conductors 1136A and 1136B are behind some of the distributed substrings (e.g., of the distributed substrings 1102C and 1102L). behind). Electrical midpoint conductors 1136A and 1136B (whether for single-sided or double-sided applications) may be routed elsewhere. For example, due to the configuration, there may be space along the edges of the distributed PV cell array for running conductors (eg, ribbon wires), and in such applications midpoint conductors 1136A and 1136B may be connected to the distributed PV cell array. It may be advantageous to route along the edges of 1010D (eg, along scatter substrings 1102A and 1102J). The distributed substrings 1102A-1102J of FIGS. 11H, 11I, and 11K may include any number of PV cells (eg, 10, 12, 16, 30, 35, etc.) per substring. The PV cells of the distributed substrings 1102A-1102L of FIGS. 11H, 11I and 11K can be any size PV cells (eg, standard size G1, G12, etc., or any other size PV cells). Further, the PV cells of the distributed substrings 1102A-1102J of FIGS. 11H, 11I, and 11L may be rear-contact PV cells, non-rear-contact PV cells, single PV cells, or any other type of PV cells. FIG. 11K illustrates substring groups 1166A-1166D as having two or three interspersed substrings. According to aspects herein, substring groups may include any number of substrings per group, and the number of substrings per group may vary within a single PV cell array.

図11Kは、導体ワイヤを利用する分散PVセルアレイ1010Dの電気的接続方式を図示する。しかしながら、図11Hの並列に接続されかつ空間的に分散されたPVセルアレイ1010Dは、リアコンタクトPVセル及び導電性バックシート901Dを用いて実現され得る。図11Lは、本開示の1つ以上の態様による、図11Gの分散PVセルアレイ1010Dの例示的な導電性バックシート901Dを図示する。図11Lを参照すると、図11F及び図11Gの分散PVセルアレイ1010Dの電気的接続は、導電性バックシート901Dを利用して実現され得る。導電性バックシート901Dは、導電性バックシート901Dに関して明示的に記載されていない限り、導電性バックシート901A、901B、901C、901F、901G、及び901Hの態様(並びに導電性バックシートに関して一般的に記載する態様)と同様であり得る。リアコンタクトPVセルは、図示の目的ために半透明で図示されている。分散サブストリング1102AのリアコンタクトPVセルのみが図示されており、他の分散サブストリング(例えば、1102B、1102C、1102Dなど)のリアコンタクトPVセルは、図示を明確にするために省略されている。導電性バックシート901Dは、所望の導電性領域を形成するようにパターン化され得る。導電性バックシート901Dにおいて導電性材料を欠く切断部又は面積は、黒線として図示され得、一方、導電性領域は、本明細書に記載するような例示的な導電性材料除去及び/又は導電性材料堆積後に残る領域によって図示され得る。リアコンタクトPVセルは、分散サブストリングを形成する導電性領域上に配置され、導電性領域に電気的に接続され得る。図11Lは、導電性バックシート901D上に重ねられた例示的な透明リアコンタクトPVセルを有する1つの分散サブストリング1102I(図11F及び図11Gの分散サブストリング1102Aに対応する分散サブストリング1102A)を図示する。他の分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102B~1102Lなど)に対応するリアコンタクトPVセルは、図示を明確にするために図11Lから省略されている。透明なPVセルを有する分散サブストリング1102B~1102L(分散サブストリング1102Aのような)を図示する代わりに、残りのサブストリングは、サブストリング導電性領域1112A~1112L(図11F及び図11Gの分散サブストリング1102A~1102Lを裏打ちし得る導電性バックシート901Dの領域)としてのみ図示される。図11Lの導電性トレース1124A、1124B、1128A、1128B、1130A、及び1130Bは、図11Jの導電体1136A、1136B、1162A、1162B、A、及び1164Bに対応する。本開示の態様によれば、分散サブストリングは、電気的に並列に接続され、分散PVセルアレイ1010D内の空間的分散を維持し得る。サブストリング導電性領域1112A~1112Lはそれぞれ、リアコンタクトPVセルを直列に接続して、分散サブストリングを形成し得る。電気トレース1136Aは、サブストリング導電性領域1112G~1112Iの分散サブストリングの正端子と、サブストリング導電性領域1112A~1112Cの分散サブストリングの負端子とを電気的に接続し得る。導電性トレース1136Aは、更なる電気的接続(例えば、図11Fを参照して記載するような他の電気的列中点への交差結合接続)のために電気的列中点(図11Fの電気的列中点)を利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。更に、導電性バックシート901Dの特定の面積を除去するか又は除去しない(又は有するか又は有さない)ことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル間の交差結合が容易に得られ得る(図13Aに関連してより詳細に記載するように)。 FIG. 11K illustrates an electrical connection scheme for distributed PV cell array 1010D utilizing conductor wires. However, the parallel-connected and spatially distributed PV cell array 1010D of FIG. 11H can be implemented using rear-contact PV cells and a conductive backsheet 901D. FIG. 11L illustrates an exemplary conductive backsheet 901D for the distributed PV cell array 1010D of FIG. 11G, according to one or more aspects of the present disclosure. Referring to Figure 11L, the electrical connections of the distributed PV cell array 1010D of Figures 11F and 11G can be accomplished utilizing a conductive backsheet 901D. Conductive backsheet 901D may be any of the aspects of conductive backsheets 901A, 901B, 901C, 901F, 901G, and 901H (and generally with respect to conductive backsheets), unless explicitly stated with respect to conductive backsheet 901D. described embodiment). Rear contact PV cells are shown semi-transparent for illustration purposes. Only rear-contact PV cells of distributed substring 1102A are shown; rear-contact PV cells of other distributed substrings (eg, 1102B, 1102C, 1102D, etc.) are omitted for clarity of illustration. The conductive backsheet 901D can be patterned to form the desired conductive areas. Cuts or areas devoid of conductive material in the conductive backsheet 901D may be illustrated as black lines, while conductive areas are marked by exemplary conductive material removal and/or conductive material as described herein. may be illustrated by the areas remaining after the deposition of the soft material. Rear-contact PV cells may be disposed on and electrically connected to the conductive regions forming distributed substrings. FIG. 11L shows one distributed substring 1102I (distributed substring 1102A corresponding to distributed substring 1102A in FIGS. 11F and 11G) having an exemplary transparent rear contact PV cell superimposed on a conductive backsheet 901D. Illustrate. Rear-contact PV cells corresponding to other distributed substrings (eg, distributed substrings 1102B-1102L, etc.) are omitted from FIG. 11L for clarity of illustration. Instead of showing distributed substrings 1102B-1102L (like distributed substring 1102A) with transparent PV cells, the remaining substrings are shown as substring conductive regions 1112A-1112L (distributed substrings of FIGS. 11F and 11G). shown only as an area of conductive backsheet 901D that may line strings 1102A-1102L). Conductive traces 1124A, 1124B, 1128A, 1128B, 1130A, and 1130B of FIG. 11L correspond to conductors 1136A, 1136B, 1162A, 1162B, A, and 1164B of FIG. 11J. According to aspects of the disclosure, the distributed substrings may be electrically connected in parallel to maintain spatial distribution within the distributed PV cell array 1010D. Each of the substring conductive regions 1112A-1112L may connect rear-contact PV cells in series to form distributed substrings. Electrical traces 1136A may electrically connect the positive terminals of the distributed substrings of substring conductive regions 1112G-1112I and the negative terminals of the distributed substrings of substring conductive regions 1112A-1112C. Conductive traces 1136A are connected to electrical column midpoints (electrical column midpoints of FIG. 11F) for further electrical connections (eg, cross-coupled connections to other electrical column midpoints as described with reference to FIG. 11F). center point) can be routed into junction box 1142 . Furthermore, by removing or not removing (or with or without) certain areas of the conductive backsheet 901D, cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells can be easily obtained (Fig. 13A).

ジャンクションボックス1142内で行われ得る電気的接続は図示されていない。むしろ、導電性トレースはジャンクション1142で終端するものとして図示されている。しかしながら、図11Fに関連して記載したような電気的方式は、ジャンクションボックス1142において完成され得る。ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1130A及び1130Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1128A及び1128Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1124A及び1124Bは、互いに電気的に接続され得る。こうして、電気的に並列に接続されかつ空間的に分散されたサブストリングを有する分散PVセルアレイ1010Dが実現され得る。更に、本明細書に記載するように、追加の構成要素、例えば、PVモジュールリード線(分散PVセルアレイ1010Dによって生み出される電力を利用し得る)、エレクトロニクス(例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパス、PE3202など)が、ジャンクションボックス1142において分散PVセルアレイ1010Dに追加され得る。 Electrical connections that may be made within junction box 1142 are not shown. Rather, the conductive traces are illustrated as terminating at junctions 1142 . However, an electrical scheme such as that described in connection with FIG. 11F can be completed at junction box 1142 . At junction box 1142, conductive traces 1130A and 1130B can be electrically connected to each other. Further, at junction box 1142, conductive traces 1128A and 1128B can be electrically connected to each other. Further, at junction box 1142, conductive traces 1124A and 1124B may be electrically connected to each other. Thus, a distributed PV cell array 1010D having substrings electrically connected in parallel and spatially distributed may be realized. Additionally, as described herein, additional components such as PV module leads (which may utilize the power generated by the distributed PV cell array 1010D), electronics (eg, bypass diodes, active bypass, PE3202, etc.) may be added to distributed PV cell array 1010D at junction box 1142. FIG.

考察するように、導電性バックシート901Dは、分散PVセルアレイ1010Dへのエレクトロニクス1122の簡素化された組み込みを可能にし得る。エレクトロニクス1122は、例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパスエレクトロニクス、変換器、PE3202などを含み得る。そのようなエレクトロニクス1122は、分散PVセルアレイ1010Dの各半分によって生み出された電力を処理、バイパス、及び/又は利用するように作用し得る。エレクトロニクス1122は、概略的な目的のみのために、導電性バックシート901Dの外側に示されている。エレクトロニクス1122は、ジャンクションボックス1142において、又は導電性バックシート901D上の他の任意の場所において、導電性バックシート901Dの分散PVセルアレイに追加(例えば、接続)され得る。更に、サブストリング導電性領域1112A~1112Lの間の導電性材料を除去しないことによって、サブストリング導電性領域1112A~1112L上の隣接する分散サブストリングは、(例えば、図9B、図11M、及び図13Bに関連して考察したように)全交差結合(TCT)と電気的に直並列に接続され得る。そのような接続は、PVセルアレイの部分的な遮光状態及び/又は不整合状態の緩和を更に改善し得る。そのような電気的接続は、導電性バックシート及びリアコンタクトPVセルを使用しない場合、高い設計及び生産コストを伴い得る。 As discussed, conductive backsheet 901D may allow for simplified integration of electronics 1122 into distributed PV cell array 1010D. Electronics 1122 may include, for example, bypass diodes, active bypass electronics, converters, PE3202, and the like. Such electronics 1122 may act to process, bypass, and/or utilize power generated by each half of distributed PV cell array 1010D. Electronics 1122 are shown outside of conductive backsheet 901D for schematic purposes only. Electronics 1122 may be added (eg, connected) to the distributed PV cell array of conductive backsheet 901D at junction box 1142 or anywhere else on conductive backsheet 901D. Further, by not removing the conductive material between the substring conductive regions 1112A-1112L, adjacent dispersed substrings on the substring conductive regions 1112A-1112L (eg, FIG. 9B, FIG. 11M, and FIG. 13B) can be electrically connected in series-parallel with a total cross-coupling (TCT). Such connections may further improve mitigation of partial shading and/or mismatch conditions in the PV cell array. Such electrical connections can entail high design and production costs if a conductive backsheet and rear-contact PV cells are not used.

図11Lは、12個の分散サブストリングを有する例示的な分散PVセルアレイ1010Dの例示的な導電性バックシート901Dを図示する。態様によれば、分散PVセルアレイは、任意の数のサブストリング(例えば、2、4、10、13、20、25など)を有し得る。図11Lは、例示的な分散PVセルアレイ1010Dの例示的な導電性バックシート901Dを、縦方向の正中線及び横方向の正中線に対して対称であるものとして図示する。本明細書の態様によれば、分散PVセルアレイは、(図11H、図11I、図11K、及び図11M~図11Oに関連して本明細書に記載するように)縦方向の正中線及び/又は横方向の正中線にわたって非対称であり得る。導電性バックシート901Dによって実現される分散PVセルアレイ1010DのPVセルは、片面用途(実質的に全ての照射がPVセルの片面で生じる)又は両面用途(PVセル及び用途がPVセルの両面で照射されるように設計される)に適合され得る。導電性バックシート901Dは、それぞれ15個のPVセルの分散サブストリングを実現するものとして図示されている。本明細書の態様によれば、導電性バックシートは、任意の数のPVセル(例えば、10、12、16、20、25、30など)を有する分散サブストリングを実現するように適合され得る。 FIG. 11L illustrates an exemplary conductive backsheet 901D for exemplary distributed PV cell array 1010D having 12 distributed substrings. According to aspects, a distributed PV cell array can have any number of substrings (eg, 2, 4, 10, 13, 20, 25, etc.). FIG. 11L illustrates exemplary conductive backsheet 901D of exemplary distributed PV cell array 1010D as being symmetrical about the longitudinal midline and the lateral midline. According to aspects herein, the distributed PV cell array has a longitudinal midline and/or or may be asymmetric across the lateral midline. The PV cells of distributed PV cell array 1010D realized by conductive backsheet 901D can be used for single-sided applications (substantially all irradiation occurs on one side of the PV cells) or double-sided applications (PV cells and applications are irradiated on both sides of the PV cells). designed to be Conductive backsheet 901D is shown as providing distributed substrings of 15 PV cells each. According to aspects herein, the conductive backsheet can be adapted to achieve distributed substrings having any number of PV cells (eg, 10, 12, 16, 20, 25, 30, etc.) .

図11Kは、導体ワイヤを利用する分散PVセルアレイ1010Eの電気的接続方式を図示する。ただし、図11Hの並列に接続されかつ空間的に分散されたPVセルアレイ1010Eは、リアコンタクトPVセル及び導電性バックシート901Eを用いて実現され得る。図11Mは、本開示の1つ以上の態様による、図11I(及び図11K)の分散PVセルアレイ1010Eの例示的な導電性バックシート901Eを図示する。図11Mを参照すると、図11H及び図11Iの分散PVセルアレイ1010Eの電気的接続は、導電性バックシート901Eを利用して実現され得る。導電性バックシート901Eは、導電性バックシート901Eに関して明示的に記載されていない限り、導電性バックシート901A、901B、901C、901D、901F、901G、及び901Hの態様(並びに導電性バックシートに関して一般的に記載する態様)と同様であり得る。リアコンタクトPVセルは、図示の目的ために半透明で図示されている。分散サブストリング1102AのリアコンタクトPVセルのみが図示されており、他の分散サブストリング(例えば、1102B、1102C、1102Dなど)のリアコンタクトPVセルは、図示を明確にするために省略されている。導電性バックシート901Eは、所望の導電性領域を形成するようにパターン化され得る。導電性バックシート901Eにおいて導電性材料を欠く切断部又は面積は、黒線として図示され得、一方、導電性領域は、本明細書に記載するような例示的な導電性材料除去及び/又は導電性材料堆積後に残る領域によって図示され得る。リアコンタクトPVセルは、分散サブストリングを形成する導電性領域上に配置され、導電性領域に電気的に接続され得る。図11Mは、導電性バックシート901E上に重ねられた例示的な透明リアコンタクトPVセルを有する1つの分散サブストリング1102I(図11H及び図11Iの分散サブストリング1102Aに対応する分散サブストリング1102A)を図示する。他の分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102B~1102J)に対応する背面コンタクトPVセルは、図示を明確にするために図11Mから省略されている。透明なPVセルを有する分散サブストリング1102B~1102J(分散サブストリング1102Aのような)を図示する代わりに、残りのサブストリングは、サブストリング導電性領域1112A~1112L(図11H及び図11Iの分散サブストリング1102A~1102Lを裏打ちし得る導電性バックシート901Eの領域)としてのみ図示されている。図11Mの導電性トレース1124A、1124B、1128A、1128B、1130A、及び1130Bは、図11Kの導電体1136A、1136B、1162A、1162B、1164A、及び1164Bに対応する。本開示の態様によれば、分散サブストリングは、電気的に並列に接続され、分散PVセルアレイ1010E内の空間的分散を維持し得る。サブストリング導電性領域1112A~1112Lはそれぞれ、リアコンタクトPVセルを直列に接続して、分散サブストリングを形成し得る。電気トレース1136Aは、サブストリング導電性領域1112G~1112Iの分散サブストリングの正端子と、サブストリング導電性領域1112A~1112Cの分散サブストリングの負端子とを電気的に接続し得る。導電性トレース1136Aは、更なる電気的接続(例えば、図11Hを参照して記載するような他の電気的列中点への交差結合接続)のために電気的列中点(図11Hの電気的列中点)を利用するように、ジャンクションボックス1142の中に経路指定され得る。更に、導電性バックシート901Eの特定の面積を除去するか又は除去しない(又は有するか又は有さない)ことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル間の交差結合が容易に得られ得る(図13Aに関連してより詳細に記載するように)。 FIG. 11K illustrates an electrical connection scheme for distributed PV cell array 1010E utilizing conductor wires. However, the parallel-connected and spatially distributed PV cell array 1010E of FIG. 11H can be implemented using rear-contact PV cells and a conductive backsheet 901E. FIG. 11M illustrates an exemplary conductive backsheet 901E of the distributed PV cell array 1010E of FIG. 11I (and FIG. 11K), according to one or more aspects of the present disclosure. Referring to FIG. 11M, electrical connections for the distributed PV cell array 1010E of FIGS. 11H and 11I can be accomplished utilizing a conductive backsheet 901E. Conductive backsheet 901E may be any of the aspects of conductive backsheets 901A, 901B, 901C, 901D, 901F, 901G, and 901H (and generally for conductive backsheets), unless explicitly stated with respect to conductive backsheet 901E. embodiment). Rear contact PV cells are shown semi-transparent for illustration purposes. Only rear-contact PV cells of distributed substring 1102A are shown; rear-contact PV cells of other distributed substrings (eg, 1102B, 1102C, 1102D, etc.) are omitted for clarity of illustration. The conductive backsheet 901E can be patterned to form desired conductive areas. Cuts or areas devoid of conductive material in the conductive backsheet 901E may be illustrated as black lines, while conductive areas are marked by exemplary conductive material removal and/or conductive material as described herein. may be illustrated by the areas remaining after the deposition of the soft material. Rear-contact PV cells may be disposed on and electrically connected to the conductive regions forming distributed substrings. FIG. 11M shows one distributed substring 1102I (distributed substring 1102A corresponding to distributed substring 1102A in FIGS. 11H and 11I) having an exemplary transparent rear contact PV cell superimposed on a conductive backsheet 901E. Illustrate. Back contact PV cells corresponding to other distributed substrings (eg, distributed substrings 1102B-1102J) are omitted from FIG. 11M for clarity of illustration. Instead of showing distributed substrings 1102B-1102J (like distributed substring 1102A) with transparent PV cells, the remaining substrings are substring conductive regions 1112A-1112L (distributed substrings of FIGS. 11H and 11I). shown only as a region of conductive backsheet 901E that may line strings 1102A-1102L). Conductive traces 1124A, 1124B, 1128A, 1128B, 1130A, and 1130B of FIG. 11M correspond to conductors 1136A, 1136B, 1162A, 1162B, 1164A, and 1164B of FIG. 11K. According to aspects of the disclosure, the distributed substrings may be electrically connected in parallel to maintain spatial distribution within the distributed PV cell array 1010E. Each of the substring conductive regions 1112A-1112L may connect rear-contact PV cells in series to form distributed substrings. Electrical traces 1136A may electrically connect the positive terminals of the distributed substrings of substring conductive regions 1112G-1112I and the negative terminals of the distributed substrings of substring conductive regions 1112A-1112C. Conductive traces 1136A are connected to electrical column midpoints (electrical column midpoints of FIG. 11H) for further electrical connections (eg, cross-coupled connections to other electrical column midpoints as described with reference to FIG. 11H). center point) can be routed into junction box 1142 . Furthermore, by removing or not removing (or with or without) certain areas of the conductive backsheet 901E, cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells can be easily obtained (Fig. 13A).

ジャンクションボックス1142内で行われ得る電気的接続は図示されていない。むしろ、導電性トレースはジャンクション1142で終端するものとして図示されている。しかしながら、図11Fに関連して記載したような電気的方式は、ジャンクションボックス1142において完成され得る。ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1130A及び1130Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1128A及び1128Bは、互いに電気的に接続され得る。更に、ジャンクションボックス1142において、導電性トレース1124A及び1124Bは、互いに電気的に接続され得る。こうして、電気的に並列に接続されかつ空間的に分散されたサブストリングを有する分散PVセルアレイ1010Eが実現され得る。更に、本明細書に記載するように、追加の構成要素、例えば、(分散PVセルアレイ1010Eによって生み出される電力を利用し得る)PVモジュールリード線、エレクトロニクス(例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパス、PE3202など)などが、ジャンクションボックス1142において分散PVセルアレイ1010Eに追加され得る。 Electrical connections that may be made within junction box 1142 are not shown. Rather, the conductive traces are illustrated as terminating at junctions 1142 . However, an electrical scheme such as that described in connection with FIG. 11F can be completed at junction box 1142 . At junction box 1142, conductive traces 1130A and 1130B can be electrically connected to each other. Further, at junction box 1142, conductive traces 1128A and 1128B can be electrically connected to each other. Further, at junction box 1142, conductive traces 1124A and 1124B can be electrically connected to each other. Thus, a distributed PV cell array 1010E having substrings electrically connected in parallel and spatially distributed may be realized. Additionally, as described herein, additional components such as PV module leads (which may utilize the power generated by the distributed PV cell array 1010E), electronics (eg, bypass diodes, active bypass, PE3202, etc.) , etc., may be added to distributed PV cell array 1010E at junction box 1142. FIG.

考察するように、導電性バックシート901Eは、分散PVセルアレイ1010Eへのエレクトロニクス1122の簡素化された組み込みを可能にし得る。エレクトロニクス1122は、例えば、バイパスダイオード、アクティブバイパスエレクトロニクス、変換器及び/又はPE3202を含み得る。そのようなエレクトロニクス1122は、分散PVセルアレイ1010Eの各半分によって生み出される電力を処理、バイパス、及び/又は利用するように作用し得る。エレクトロニクス1122は、概略的な目的のみのために、導電性バックシート901Eの外側に示されている。エレクトロニクスは、ジャンクションボックス1142において、又は導電性バックシート901E上の他の任意の場所において、導電性バックシート901Eの分散PVセルアレイに追加(例えば、接続)され得る。更に、サブストリング導電性領域1112A~1112Jの間の導電性材料を除去しないことによって、サブストリング導電性領域1112A~1112J上の隣接する分散サブストリングは、(例えば、図9B、図11L、図11M、及び図13Bに関連して考察したように)全交差結合(TCT)と電気的に直並列に接続され得る。そのような接続は、PVセルアレイの部分的な遮光状態及び/又は不整合状態の緩和を更に改善し得る。そのような電気的接続は、導電性バックシート及びリアコンタクトPVセルを使用しない場合、高い設計及び生産コストを伴い得る。 As discussed, conductive backsheet 901E may allow for simplified integration of electronics 1122 into distributed PV cell array 1010E. Electronics 1122 may include bypass diodes, active bypass electronics, converters and/or PE3202, for example. Such electronics 1122 may act to process, bypass, and/or harness the power produced by each half of distributed PV cell array 1010E. Electronics 1122 are shown outside of conductive backsheet 901E for schematic purposes only. Electronics may be added (eg, connected) to the distributed PV cell array of conductive backsheet 901E at junction box 1142 or anywhere else on conductive backsheet 901E. Further, by not removing the conductive material between substring conductive regions 1112A-1112J, adjacent interspersed substrings on substring conductive regions 1112A-1112J (eg, FIG. 9B, FIG. 11L, FIG. 11M , and as discussed in connection with FIG. 13B) can be electrically connected in series-parallel with a total cross-coupling (TCT). Such connections may further improve mitigation of partial shading and/or mismatch conditions in the PV cell array. Such electrical connections can entail high design and production costs if a conductive backsheet and rear-contact PV cells are not used.

図11Mは、10個の分散サブストリングを有する例示的な分散PVセルアレイ1010Eの例示的な導電性バックシート901Eを図示する。態様によれば、分散PVセルアレイは、任意の数のサブストリング(例えば、2、4、10、13、20、25など)を有し得る。図11Mは、例示的な分散PVセルアレイ1010Eの例示的な導電性バックシート901Eを、縦方向の正中線及び横方向の正中線にわたって非対称であるものとして図示する。本明細書の態様によれば、分散PVセルアレイは、(図11F、図11G、図11J、及び図11Lに関連して本明細書に記載するように)縦方向の正中線及び/又は横方向の正中線にわたって対称であり得る。導電性バックシート901Eによって実現される分散PVセルアレイ1010EのPVセルは、片面用途(実質的に全ての照射がPVセルの片面で生じる)又は両面用途(PVセル及び用途がPVセルの両面で照射されるように設計される)に適合され得る。導電性バックシート901Eは、それぞれ15個のPVセルの分散サブストリングを実現するものとして図示されている。本明細書の態様によれば、導電性バックシートは、任意の数のPVセル(例えば、10、12、16、20、25、30など)を有する分散サブストリングを実現するように適合され得る。 FIG. 11M illustrates an exemplary conductive backsheet 901E for exemplary distributed PV cell array 1010E having ten distributed substrings. According to aspects, a distributed PV cell array can have any number of substrings (eg, 2, 4, 10, 13, 20, 25, etc.). FIG. 11M illustrates exemplary conductive backsheet 901E of exemplary distributed PV cell array 1010E as being asymmetric across the longitudinal midline and lateral midline. According to aspects herein, the distributed PV cell array may have a longitudinal midline and/or a lateral can be symmetrical across the midline of The PV cells of distributed PV cell array 1010E enabled by conductive backsheet 901E can be used for single-sided applications (substantially all irradiation occurs on one side of the PV cells) or double-sided applications (PV cells and applications are irradiated on both sides of the PV cells). designed to be Conductive backsheets 901E are shown as providing distributed substrings of 15 PV cells each. According to aspects herein, the conductive backsheet can be adapted to achieve distributed substrings having any number of PV cells (eg, 10, 12, 16, 20, 25, 30, etc.) .

図11Nを参照すると、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102Eは、互いに電気的に並列に接続され得、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102G~1102Kは、互いに電気的に並列に接続され得る。図11Nの同じ電気的列の分散サブストリング(例えば、分散サブストリング1102G及び1102A)は、互いに電気的に直列に接続され得る。更に、アレイの電気的列中点は、PVセルアレイの他の電気的列中点と交差結合され(すなわち、電気的に接続され)、分散PVセルアレイ1010Dを更に並列化し得る。図11Nの列は、互いに電気的に並列に接続され得る。分散サブストリング1102A~1102K間の電気的相互接続は、図11Nの概略図に従い得る。図11Nの例示的な2×5分散PVセルアレイ1010Dは、奇数個の光起電力セル列が所望されるときに遮光堅牢性を提供するのに有用であり得る。 Referring to FIG. 11N, distributed substrings 1102A-1102E in the same electrical row (shown in the same pattern) may be electrically connected in parallel to each other and distributed substrings in the same electrical row (shown in the same pattern). Strings 1102G-1102K may be electrically connected in parallel with each other. Distributed substrings of the same electrical column in FIG. 11N (eg, distributed substrings 1102G and 1102A) may be electrically connected in series with each other. Additionally, electrical column midpoints of the array may be cross-coupled (ie, electrically connected) to other electrical column midpoints of the PV cell array to further parallelize the distributed PV cell array 1010D. The columns in FIG. 11N can be electrically connected in parallel with each other. Electrical interconnections between distributed substrings 1102A-1102K may follow the schematic diagram of FIG. 11N. Exemplary 2×5 distributed PV cell array 1010D of FIG. 11N can be useful to provide light blocking robustness when an odd number of photovoltaic cell strings is desired.

図11Oは、図11Nの例示的な2×5分散PVセルアレイ1010Dの例示的な物理的配列を図示する。図11Oを参照すると、電気的に並列に接続された分散サブストリング1102A~1102Kは、PVセルアレイ内に様々に物理的に分散され得る。図11Fを参照すると、同じ電気的行(同じパターンで図示する)の分散サブストリング1102A~1102L(例えば、分散サブストリング1102L及び1102G)は、電気的に並列に接続され、様々に、例えば、図11Oに示すようにインターリーブ様式で様々に分散され得る。分散サブストリング1102A及び1102Bは、それぞれ、物理的行1、物理列行2、4に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102G~1102Iは、それぞれ、物理的行1、物理列1、3、5に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102J及び1102Kは、それぞれ、物理的行2、物理列2、4に物理的に配設され得る。分散サブストリング1102C~1102Eは、それぞれ、物理的行2、物理列1、3、5に配設され得る。このようにして、図11Fの同じ電気的行の電気的に並列に接続されたサブストリングは、PVセルアレイ全体にわたって様々に物理的に分散され得る。そのような電気的接続及び物理的配設は、分散PVセルアレイ1010Dにわたって遮光パターンを分散させるように動作し得、本明細書において(例えば、図12A及び図12Bを参照して)より詳細に記載するように、遮光状態の増加及び/又は他の不整合状態の緩和を可能にし得る。図11Oの配列に従って物理的に配設及び配列された分散サブストリングは、図11Nの概略図に従って電気的に相互接続され得る。図11Nの分散サブストリングの物理的配列は、図11Oに図示するものに限定されず、むしろ、態様によれば、分散サブストリングは、分散PVセルアレイ1010D全体にわたって様々に分散され得る。 FIG. 11O illustrates an exemplary physical layout of the exemplary 2×5 distributed PV cell array 1010D of FIG. 11N. Referring to FIG. 11O, distributed substrings 1102A-1102K electrically connected in parallel may be physically distributed differently within the PV cell array. Referring to FIG. 11F, distributed substrings 1102A-1102L (eg, distributed substrings 1102L and 1102G) in the same electrical row (illustrated in the same pattern) are electrically connected in parallel and variously illustrated, for example, in FIG. It can be variously distributed in an interleaved manner as shown in 110. Scattered substrings 1102A and 1102B may be physically located in physical row 1, physical column rows 2 and 4, respectively. Scattered substrings 1102G-1102I may be physically arranged in physical row 1 and physical columns 1, 3, and 5, respectively. Scattered substrings 1102J and 1102K may be physically located in physical row 2 and physical columns 2 and 4, respectively. Scattered substrings 1102C-1102E may be disposed in physical row 2 and physical columns 1, 3, and 5, respectively. In this way, the electrically parallel-connected substrings of the same electrical row in FIG. 11F can be physically distributed differently throughout the PV cell array. Such electrical connections and physical arrangements can operate to distribute the light shielding pattern across the distributed PV cell array 1010D and are described in more detail herein (eg, with reference to FIGS. 12A and 12B). As such, it may allow for increased shading and/or mitigation of other mismatch conditions. Distributed substrings physically arranged and arranged according to the arrangement of FIG. 11O may be electrically interconnected according to the schematic diagram of FIG. 11N. The physical arrangement of the distributed substrings of FIG. 11N is not limited to that illustrated in FIG. 11O; rather, according to embodiments, the distributed substrings may be variously distributed throughout the distributed PV cell array 1010D.

図12Aは、1つ以上の態様による、図12Bの例示的な4×4PVセルアレイの部分的に遮光された例示的な物理的分散サブストリング1002の配列を図示する。遮光状態は、多くの場合、別個の物体、例えば、動物、木の大枝、構造体などから生じる。したがって、遮光パターンは、多くの場合、散在とは対照的に、集中している。図12Aは、分散PVセルアレイの底部部分を覆う遮光状態を図示する。最下行の分散サブストリングが互いに電気的に並列に接続された場合(例えば、分散サブストリング1002C、1002H、1002L、及び1002Pが電気的に並列であった場合)、遮光状態はまとめ全体に影響を及ぼし得る。図12Bは、1つ以上の態様による、図12Aの例示的な部分的に遮光された物理的分散サブストリング配列の例示的な電気的相互接続方式を図示する。理解され得るように、図12Aの最下行の部分的な遮光状態の影響は、分散サブストリング1002の電気的相互接続性に基づいて分散PVセルアレイ全体に分散され得る。それによって、例示的な部分的な遮光状態の影響が分散され、最小化され得る。図12A及び図12Bは、特定の例示的な分散PVセルアレイ配列上の特定の例示的な遮光パターンを図示する。しかしながら、遮光状態の分散は、他の遮光パターン及び他の分散PVセルアレイレイアウトで達成され得る。 FIG. 12A illustrates an arrangement of exemplary partially shaded physically distributed substrings 1002 of the exemplary 4×4 PV cell array of FIG. 12B, according to one or more aspects. Shading conditions often arise from discrete objects such as animals, tree limbs, structures, and the like. Therefore, the shaded pattern is often concentrated as opposed to scattered. FIG. 12A illustrates a light blocking condition covering the bottom portion of the distributed PV cell array. If the distributed substrings in the bottom row were electrically connected in parallel with each other (e.g., if distributed substrings 1002C, 1002H, 1002L, and 1002P were electrically in parallel), the light blocking state would affect the entire cluster. can affect FIG. 12B illustrates an exemplary electrical interconnection scheme for the exemplary partially shaded physical distributed substring arrangement of FIG. 12A, according to one or more aspects. As can be appreciated, the effects of the partial shading conditions in the bottom row of FIG. 12A can be distributed throughout the distributed PV cell array based on the electrical interconnectivity of the distributed substrings 1002. Thereby, the effects of exemplary partial shading conditions can be distributed and minimized. 12A and 12B illustrate certain exemplary light shielding patterns on certain exemplary distributed PV cell array arrangements. However, distribution of shaded states can be achieved with other shaded patterns and other distributed PV cell array layouts.

本開示の静的再構成及び導電性バックシートの実装形態が実施されるとき、更なる利点が実現され得る。上述したように、別様に直並列接続されたPVセル(例えば、リアコンタクトPVセル904)又はPVセル群(例えば、サブストリング102)の行間に電気的接続又は交差結合を追加して全交差結合(TCT)電気的接続をもたらすために、不整合又は部分的な遮光状態の影響を緩和することが有利であり得る。そのような配列は、別様に電気的に接続された(例えば、直並列)PVセルアレイと比較して、電力生産の増加及び不整合又は遮光状態の緩和の増加を可能にし得る。実際には、全ての行の間のそのような交差結合は、時間、労力、及び材料の点で費用がかかり、かつ/又は法外であり得る。しかしながら、そのようなコストは、本明細書に記載する態様によって低減され得る。 Further advantages may be realized when the static reconfiguration and conductive backsheet implementations of the present disclosure are implemented. As described above, full cross-overs can be achieved by adding electrical connections or cross-couplings between rows of otherwise series-parallel connected PV cells (eg, rear-contact PV cells 904) or groups of PV cells (eg, substrings 102). It may be advantageous to mitigate the effects of mismatch or partial shade conditions to provide coupled (TCT) electrical connections. Such an arrangement may allow for increased power production and increased mitigation of mismatch or shading conditions compared to otherwise electrically connected (eg, series-parallel) PV cell arrays. In practice, such cross-coupling between all rows can be expensive and/or prohibitive in terms of time, labor, and materials. However, such costs may be reduced by aspects described herein.

図13Aは、本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシート901Fを図示する。導電性バックシート901Fは、導電性バックシート901Fに関連して別段の記載がない限り、導電性バックシート901A、901B、901C、901D、901E、901G、及び901H(並びに導電性バックシート901に関連して一般的に記載するもの)の態様と同様であり得る。例示の目的で、図13Aは、3つのリアコンタクトPVセル904からなる4つの行を図示する。リアコンタクトPVセル904は、図示の目的ために半透明で図示されている。黒線は、導電性バックシート901Fにおいて導電性材料がない面積を表し、黒線の間の白色の空間は導電性領域を表す。導電性バックシート901Fの特定の面積を除去するか又は除去しない(又は有するか又は有さない)ことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル904間の交差結合が容易に得られ得る。例えば、図13Aは、12個のリアコンタクトPVセル904(図13Aは、完全に分散されたPVセルアレイを図示しておらず、図示を明確にするために、全リアコンタクトPVセルアレイのうちの12個のリアコンタクトPVセル904のみを図示している)、それぞれ3つのリアコンタクトPVセル904からなる4つの行を図示している。各行は、互いに電気的に並列に接続された3つのリアコンタクトPVセル904を含み得る(各リアコンタクトPVセル904の負端子は、他のリアコンタクトPVセル904の負端子に接続され得、各リアコンタクトPVセル904の正端子は、他のリアコンタクトPVセル904の正端子に接続され得る)。行は、上及び/又は下の行に直列に接続され得る(各行の負コンタクトは、隣接する行の正コンタクトに接続され得る)。更に、行のリアコンタクトPVセル904間の導電性材料を除去しないことによって、隣接する行は、TCTサブストリング902として全交差結合(TCT)と電気的に直並列に接続され得る。図13は、1行当たり3つのリアコンタクトPVセル904を有する上記の配列を図示するが、本開示の態様は、1行当たり任意の数のリアコンタクトPVセル904(例えば、1行当たり2つのリアコンタクトPVセル(例えば、図9Bに図示するように)、1行当たり4つのリアコンタクトPVセル、1行当たり5つのリアコンタクトPVセルなど)で実施され得る。更に、サブストリングごとに任意の数の行が更に予想される。PVセルアレイ及びPVモジュールは、複数のTCTサブストリング902(例えば、4つのTCTサブストリング902A、902B、902C、及び902D)を含み得る。TCTサブストリング902は、所望のPVセルアレイ特性をもたらすために、直列、並列、直並列、又はTCTで互いに接続され得る。バイパスダイオード1338は、各TCTサブストリング902と並列に接続され得る。ダイオード1338は、導電性バックシート導電性領域を介して分散PVセルアレイに接続され得る。バイパスダイオードは、不整合又は部分的な遮光状態下でのTCTサブストリング902のバイパスを可能にし得る。いくつかの態様によれば、バイパスダイオード1338は、使用されなくてもよく、又はいくつかのTCTサブストリング902と並列に接続されるのみであり得る。本開示のいくつかの態様によれば、本明細書で考察するようなパワーエレクトロニクスは、他の機能(例えば、DC-DC変換、反転など)の中でも、(例えば、サブストリングをバイパスすること及び/又はサブストリングを最適化することなどによって)不整合及び/又は部分的な遮光状態の下でサブストリングの挙動を制御するために利用され得る。 FIG. 13A illustrates an exemplary PV cell array working conductive backsheet 901F, according to one or more aspects of the present disclosure. Conductive backsheet 901F includes conductive backsheets 901A, 901B, 901C, 901D, 901E, 901G, and 901H (and conductive backsheet 901), unless otherwise specified in connection with conductive backsheet 901F. (generally described as ). For illustration purposes, FIG. 13A illustrates four rows of three rear-contact PV cells 904 . Rear contact PV cell 904 is shown semi-transparent for illustration purposes. The black lines represent the areas of the conductive backsheet 901F that are free of conductive material, and the white spaces between the black lines represent the conductive areas. By removing or not removing (or with or without) certain areas of the conductive backsheet 901F, cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells 904 can be readily obtained. For example, FIG. 13A shows 12 rear contact PV cells 904 (FIG. 13A does not show a fully distributed PV cell array and for clarity of illustration, 12 rear contact PV cells 904 of the total rear contact PV cell array are shown). (only rear-contact PV cells 904 are shown), four rows of three rear-contact PV cells 904 each are shown. Each row may include three rear-contact PV cells 904 electrically connected in parallel with each other (the negative terminal of each rear-contact PV cell 904 may be connected to the negative terminal of the other rear-contact PV cell 904; The positive terminal of a rear contact PV cell 904 can be connected to the positive terminal of another rear contact PV cell 904). Rows can be connected in series to rows above and/or below (the negative contact of each row can be connected to the positive contact of an adjacent row). Additionally, by not removing the conductive material between the rear-contact PV cells 904 of a row, adjacent rows can be electrically connected in series-parallel with total cross-couples (TCTs) as TCT substrings 902 . Although FIG. 13 illustrates the above arrangement with three rear-contact PV cells 904 per row, aspects of the present disclosure can accommodate any number of rear-contact PV cells 904 per row (e.g., two rear-contact PV cells 904 per row). may be implemented with rear-contact PV cells (eg, as shown in FIG. 9B), four rear-contact PV cells per row, five rear-contact PV cells per row, etc.). Moreover, any number of rows per substring is also expected. PV cell arrays and PV modules may include multiple TCT substrings 902 (eg, four TCT substrings 902A, 902B, 902C, and 902D). TCT substrings 902 may be connected together in series, parallel, series-parallel, or TCT to provide desired PV cell array characteristics. A bypass diode 1338 may be connected in parallel with each TCT substring 902 . Diodes 1338 may be connected to the distributed PV cell array through the conductive backsheet conductive regions. Bypass diodes may allow bypassing of TCT substrings 902 under mismatched or partially shaded conditions. According to some aspects, bypass diodes 1338 may not be used, or may only be connected in parallel with some TCT substrings 902 . According to some aspects of the present disclosure, power electronics as discussed herein perform (eg, bypassing substrings and It can be utilized to control substring behavior under mismatch and/or partial shading conditions (such as by optimizing the substrings).

図13Bは、本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシート901Gを図示する。導電性バックシート901Gは、導電性バックシート901Gに関連して別段の記載がない限り、導電性バックシート901A、901B、901C、901D、901E、901F、及び901H(並びに導電性バックシート901に関連して一般的に記載するもの)の態様と同様であり得る。例示の目的のために、図13Bは、6つのリアコンタクトPVセル904からなる4つの行を図示するが、残りのリアコンタクトPVセル(リアコンタクトPVセルアレイを完成させるための)は、図示を明確にするために省略されている。リアコンタクトPVセル904は、図示の目的ために半透明で図示されている。黒線は、導電性バックシート901Gにおいて導電性材料がない面積を表し、黒線の間の白色の空間は導電性領域を表す。導電性バックシート901Gの特定の面積を除去するか又は除去しないことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル904間の交差結合が容易に得られ得る。図13Bは、16個のリアコンタクトPVセル904(図13Bは、全分散PVセルアレイを図示しておらず、全リアコンタクトPVセルアレイのうちの16個のリアコンタクトPVセル904のみを図示している)、それぞれ6つのリアコンタクトPVセル904からなる4列とを図示している。各行は、互いに電気的に並列に接続された6つのリアコンタクトPVセル904を含み得る(1つの極性のリアコンタクトPVセル端子は、同じ列内の他のリアコンタクトPVセルの同じ極性のリアコンタクトPVセル端子に電気的に接続される)。更に、行のリアコンタクトPVセル904間の導電性材料を除去しないことによって、隣接する行は、TCTサブストリング902としてTCTと電気的に直並列に接続され得る。図13Bは、1行当たり6つのリアコンタクトPVセルを有する上記の構成を図示するが、態様は、1行当たり任意の数のリアコンタクトPVセル(例えば、1行当り2つ、3つ、4つ、5つなどのリアコンタクトPVセル)を用いて実施され得る。更に、TCTサブストリング902は、任意の数の行を含み得る。図13Bを参照すると、導電性バックシート901Gによって実現される分散PVセルアレイは、2つのTCTサブストリング902A及び902Bを含み得る。2つのサブストリングは更に、互いに並列に接続され得る。TCTサブストリング902Aの最下行の負端子は、導電性トレース1306を介して、TCTサブストリング902Bの最上行の負端子に接続され得る。代替的に、TCTサブストリング902Aの最下行の正端子は、TCTサブストリング902Bの最上行の正端子に電気的に接続されてもよい。TCTサブストリング902A及び902Bは、TCTサブストリング902Bの最下行の正端子及びTCTサブストリング902Aの最上行の正端子が、導電性領域を介して電気的に接続され得るように配向されてもよい。代替的に、TCTサブストリング902A及び902Bは、TCTサブストリング902Bの最下行の負端子及びTCTサブストリング902Aの最上行の負端子が、導電性領域を介して電気的に接続され得るように方向付けされてもよい。それによって、TCTサブストリング902A及び902Bは、互いに電気的に並列に接続され得る。 FIG. 13B illustrates an exemplary PV cell array acting conductive backsheet 901G, according to one or more aspects of the present disclosure. Conductive backsheet 901G includes conductive backsheets 901A, 901B, 901C, 901D, 901E, 901F, and 901H (and conductive backsheet 901), unless otherwise specified in connection with conductive backsheet 901G. (generally described as ). For purposes of illustration, FIG. 13B illustrates four rows of six rear-contact PV cells 904, but the remaining rear-contact PV cells (to complete the rear-contact PV cell array) are clearly shown. omitted to make Rear contact PV cell 904 is shown semi-transparent for illustration purposes. The black lines represent the areas of the conductive backsheet 901G that are free of conductive material, and the white spaces between the black lines represent the conductive areas. By removing or not removing certain areas of the conductive backsheet 901G, cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells 904 can be readily obtained. FIG. 13B shows 16 rear contact PV cells 904 (FIG. 13B does not show the entire distributed PV cell array, only 16 rear contact PV cells 904 of the whole rear contact PV cell array). ), four columns of six rear-contact PV cells 904 each. Each row may include six rear-contact PV cells 904 electrically connected to each other in parallel (one polarity rear-contact PV cell terminal is connected to the same polarity rear-contact PV cell terminal of another rear-contact PV cell in the same column). electrically connected to the PV cell terminals). Additionally, by not removing the conductive material between the rear-contact PV cells 904 of a row, adjacent rows can be electrically connected in series-parallel with TCTs as TCT substrings 902 . Although FIG. 13B illustrates the above configuration with 6 rear-contact PV cells per row, embodiments are possible with any number of rear-contact PV cells per row (e.g., 2, 3, 4 1, 5, etc. rear contact PV cells). Additionally, TCT substring 902 may include any number of lines. Referring to Figure 13B, a distributed PV cell array realized by a conductive backsheet 901G can include two TCT substrings 902A and 902B. The two substrings can also be connected in parallel with each other. The negative terminals of the bottom row of TCT substrings 902A may be connected via conductive traces 1306 to the negative terminals of the top row of TCT substrings 902B. Alternatively, the positive terminals of the bottom row of TCT substrings 902A may be electrically connected to the positive terminals of the top row of TCT substrings 902B. TCT substrings 902A and 902B may be oriented such that the positive terminal of the bottom row of TCT substring 902B and the positive terminal of the top row of TCT substring 902A may be electrically connected via the conductive regions. . Alternatively, TCT substrings 902A and 902B may be oriented such that the negative terminal of the bottom row of TCT substring 902B and the negative terminal of the top row of TCT substring 902A may be electrically connected via conductive regions. may be attached. Thereby, TCT substrings 902A and 902B may be electrically connected in parallel with each other.

図13Bを参照すると、バイパスダイオード1338が、TCTサブストリング902Aに追加され得る。バイパスダイオード1338は、TCTサブストリング902Aと電気的に並列に接続され得、不整合又は部分的な遮光状態の場合にサブストリング902Aをバイパスするように作用し得る。追加的又は代替的に、バイパスダイオードは、TCTサブストリング902Bと電気的に並列に接続されてもよく、そのようなバイパスダイオード1338は、TCTサブストリング902Bのみと並列に接続されてもよく、又はTCTサブストリング902Aと並列に接続されたバイパスダイオード1338と同様に接続されてもよい。いくつかの態様によれば、バイパスダイオード1338は使用されなくてもよい。本開示のいくつかの態様によれば、パワーエレクトロニクスは、本明細書で考察するように、本明細書に記載する他の機能(例えば、DC-DC変換、反転など)の中でも特に、(例えば、サブストリングをバイパスすること、及び/又はサブストリングを最適化することなどによって)不整合及び/又は部分的な遮光状態下でサブストリングの挙動を制御するために利用され得る。 Referring to Figure 13B, a bypass diode 1338 may be added to the TCT substring 902A. A bypass diode 1338 may be electrically connected in parallel with TCT substring 902A and may act to bypass substring 902A in the event of a mismatch or partial blockage condition. Additionally or alternatively, a bypass diode may be electrically connected in parallel with TCT substring 902B, such a bypass diode 1338 may be connected in parallel with TCT substring 902B only, or A bypass diode 1338 connected in parallel with the TCT substring 902A may also be connected. According to some aspects, bypass diode 1338 may not be used. According to some aspects of the present disclosure, the power electronics, as discussed herein, may perform (e.g., , bypassing the substrings, and/or optimizing the substrings) to control the behavior of the substrings under mismatched and/or partial shading conditions.

図13Cは、本開示の1つ以上の態様による、例示的なPVセルアレイ作用導電性バックシートを図示する。導電性バックシート901Hは、導電性バックシート901Hに関連して別段の記載がない限り、導電性バックシート901A、901B、901C、901D、901E、901F、及び901G(並びに導電性バックシート901に関連して一般的に記載するもの)の態様と同様であり得る。例示の目的のために、図13Cは、6つのリアコンタクトPVセル904からなる4つの行を図示するが、残りのリアコンタクトPVセル(リアコンタクトPVセルアレイを完成させるための)は、図示を明確にするために省略されている。リアコンタクトPVセル904は、図示の目的ために半透明で図示されている。黒線は、導電性バックシート901Hにおいて導電性材料がない面積を表し、黒線の間の白色の空間は導電性領域を表す。導電性バックシート901Hの特定の面積を除去するか又は除去しないことによって、並列接続されたリアコンタクトPVセル904間の交差結合が容易に得られ得る。図13Bは、16個のリアコンタクトPVセル904(図13Bは、全分散PVセルアレイを図示しておらず、全リアコンタクトPVセルアレイのうちの16個のリアコンタクトPVセル904のみを図示している)、それぞれ6つのリアコンタクトPVセル904からなる4行を図示している。各行は、互いに電気的に並列に接続された6つのリアコンタクトPVセル904を含み得る(ここで、一方の極性のリアコンタクトPVセル端子は、同じ極性の行内の他のPVセルのリアコンタクト端子に電気的に接続される)。更に、行のリアコンタクトPVセル904間の導電性材料を除去しないことによって、隣接する行は、TCTサブストリング902としてTCTと電気的に直並列に接続され得る。図13Cは、1行当たり6つのリアコンタクトPVセル904を有する上記の構成を図示するが、態様は、1行当たり任意の数のリアコンタクトPVセル904(例えば、1行当たり2つ、3つ、4つ、5つなどのリアコンタクトPVセル)を用いて実施され得る。更に、TCTサブストリング902は、任意の数の行を含む。図13Cを参照すると、導電性バックシート901Hによって実現される分散PVセルアレイは、2つのTCTサブストリング902A及び902Bを含み得る。2つのTCTサブストリング902は、互いに直列に接続され得る。TCTサブストリング902Aの最上行の負端子は、TCTサブストリング902Bの最下行の正端子に電気的に接続され、TCTサブストリング902A及び902Bを効果的に直列に接続し、PVセルアレイのリアコンタクトPVセルをTCTと直並列に効果的に接続し得る。 FIG. 13C illustrates an exemplary PV cell array working conductive backsheet, according to one or more aspects of the present disclosure. Conductive backsheet 901H includes conductive backsheets 901A, 901B, 901C, 901D, 901E, 901F, and 901G (and conductive backsheet 901H, unless otherwise specified in connection with conductive backsheet 901H). (generally described as ). For purposes of illustration, FIG. 13C illustrates four rows of six rear-contact PV cells 904, but the remaining rear-contact PV cells (to complete the rear-contact PV cell array) are clearly shown. omitted to make Rear contact PV cell 904 is shown semi-transparent for illustration purposes. The black lines represent the areas of the conductive backsheet 901H that are free of conductive material, and the white spaces between the black lines represent the conductive areas. Cross-coupling between parallel-connected rear-contact PV cells 904 can be readily obtained by removing or not removing certain areas of the conductive backsheet 901H. FIG. 13B shows 16 rear contact PV cells 904 (FIG. 13B does not show the entire distributed PV cell array, only 16 rear contact PV cells 904 of the whole rear contact PV cell array). ), showing four rows of six rear-contact PV cells 904 each. Each row may include six rear-contact PV cells 904 electrically connected in parallel with each other (where the rear-contact PV cell terminals of one polarity are the rear-contact terminals of other PV cells in the row of the same polarity). (electrically connected to Additionally, by not removing the conductive material between the rear-contact PV cells 904 of a row, adjacent rows can be electrically connected in series-parallel with TCTs as TCT substrings 902 . Although FIG. 13C illustrates the above configuration with six rear-contact PV cells 904 per row, embodiments are possible with any number of rear-contact PV cells 904 per row (e.g., two, three, or two per row). , four, five, etc. rear contact PV cells). Further, TCT substring 902 includes any number of lines. Referring to Figure 13C, a distributed PV cell array realized by a conductive backsheet 901H can include two TCT substrings 902A and 902B. Two TCT substrings 902 may be connected in series with each other. The negative terminals of the top row of TCT substrings 902A are electrically connected to the positive terminals of the bottom row of TCT substrings 902B, effectively connecting TCT substrings 902A and 902B in series and providing the rear contact PV of the PV cell array. Cells can be effectively connected in series-parallel with the TCT.

図13Cを参照すると、バイパスダイオードは、各TCTサブストリング902A及び902Bに電気的に並列に接続され得る。バイパスダイオード1338は、各TCTサブストリング902A及び902Bの正端子と負端子との間に接続され得る。追加又は代替として、いくつかの構成は、いくつか又は全てのTCTサブストリング902についてバイパスダイオード1338を省略してもよい。追加的に又は代替的に、より多くのバイパスダイオードが使用されてもよく、例えば、各行(又は行の任意のサブセット)は、それぞれの行をバイパスするために並列に配線されたバイパスダイオード1338を含んでもよい。本開示のいくつかの態様によれば、本明細書で考察するようなパワーエレクトロニクス(例えば、PE3202)は、本明細書に記載する他の機能(例えば、DC-DC変換、反転など)の中でも特に、(例えば、サブストリングをバイパスすること、及び/又はサブストリングを最適化することなどによって)不整合及び/又は部分的な遮光状態の下でサブストリングの挙動を制御するために利用され得る。パワーエレクトロニクスは、バイパスダイオード1338とともに、又はバイパスダイオード1338なしで利用され得る。 Referring to FIG. 13C, a bypass diode can be electrically connected in parallel with each TCT substring 902A and 902B. A bypass diode 1338 may be connected between the positive and negative terminals of each TCT substring 902A and 902B. Additionally or alternatively, some configurations may omit bypass diodes 1338 for some or all TCT substrings 902 . Additionally or alternatively, more bypass diodes may be used, for example each row (or any subset of rows) may have bypass diodes 1338 wired in parallel to bypass the respective row. may contain. According to some aspects of the present disclosure, power electronics (eg, PE3202) as discussed herein perform, among other functions described herein (eg, DC-DC conversion, inversion, etc.) In particular, it can be utilized to control the behavior of substrings under mismatched and/or partially shaded conditions (e.g., by bypassing substrings and/or optimizing substrings, etc.). . Power electronics may be utilized with or without bypass diode 1338 .

本開示の態様は、本明細書における分散PVセルアレイ1010及び分散PVモジュールの製造及び生産に関し得る。切断されていない、又は別様に一体化された導電性バックシート901が得られ得る。導電性バックシート901は、本明細書に記載するように、所望の分散PVセルアレイ1010及び追加のエレクトロニクスの電気的相互接続性及び空間的配列を実現するために、パターン及び導電性領域に切断され得る(例えば、レーザ切断機、プラズマ切断機などを介して)。追加的又は代替的に、導電性バックシート901は、本明細書に記載するように、所望の分散PVセルアレイ1010及び追加のエレクトロニクスの電気的相互接続性及び空間的配列を実現するために、パターン及び導電性領域にエッチングされてもよい(例えば、酸性エッチング溶液によって)。追加的に又は代替的に、導電性材料は、本明細書に記載するように、所望の分散PVセルアレイ1010及び追加のエレクトロニクスの電気的相互接続性及び空間的配列をもたらす導電性バックシート901を作り出し得るパターン及び導電性領域でバックシート上に堆積されてもよい。導電性バックシート901を作り出す上記の方法は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していない。導電性バックシート901を生産する他の方法は、当業者に公知であり、本明細書において企図される。 Aspects of the disclosure may relate to the manufacture and production of distributed PV cell arrays 1010 and distributed PV modules herein. An uncut or otherwise consolidated conductive backsheet 901 may be obtained. The conductive backsheet 901 is cut into patterns and conductive areas to achieve the desired electrical interconnectivity and spatial arrangement of the distributed PV cell array 1010 and additional electronics as described herein. obtained (eg, via a laser cutter, plasma cutter, etc.). Additionally or alternatively, the conductive backsheet 901 may be patterned to achieve the desired electrical interconnectivity and spatial arrangement of the distributed PV cell array 1010 and additional electronics, as described herein. and may be etched into the conductive regions (eg, by an acid etching solution). Additionally or alternatively, the conductive material comprises a conductive backsheet 901 that provides the desired electrical interconnectivity and spatial alignment of the distributed PV cell array 1010 and additional electronics, as described herein. It may be deposited on the backsheet in patterns and conductive areas that can be created. The above methods of creating the conductive backsheet 901 are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Other methods of producing conductive backsheet 901 are known to those skilled in the art and are contemplated herein.

導電性バックシート901は、追加の層の上に配置され得る。例えば、導電性バックシート901は、封止材(例えば、エチレン酢酸ビニル(ethylene vinyl acetate、EVA))シート又は他の封止材の上に配置され得る。導電性バックシート901及び封止材は、保護及び/又は電気絶縁バックシート(例えば、二重フルオロポリマーバックシート、単一フルオロポリマーバックシート、非フルオロポリマーバックシート(例えば、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)及びエチレン酢酸ビニル(EVA))など)の上又は下に配置され得る。セルは、導電性バックシート901の頂部に配置され、かつそれに電気的に接続され得る。例えば、導電性接着剤は、導電性バックシート901の上に、リアコンタクトPVセル904の電気的接続のための所望の面積上に配置され得る。リアコンタクトPVセル904は、導電性バックシート901上の導電性接着剤上に配置され得る。絶縁層は、導電性接着剤とリアコンタクトPVセル904との間に配置され得る。リアコンタクトPVセルは、例えば、自動化マニピュレータ、ピックアンドプレース機、人などによって、導電性バックシート901上に所望のように配置及び位置決めされ得る。パワーエレクトロニクス(例えば、オプティマイザ、マイクロインバータ、DC-DC変換器など)及び/又はパッシブエレクトロニクス(例えば、バイパスダイオード、ブロッキングダイオードなど)が導電性バックシート901に追加され得る。頂部封止材及び/又はガラスが、分散PVセルアレイ1010の頂部に追加され得る。PVモジュールフレームが、追加され得る。後処理が、適用され得る(例えば、オーブン、積層機などにおいて)。 A conductive backsheet 901 may be placed over the additional layers. For example, the conductive backsheet 901 can be placed over an encapsulant (eg, ethylene vinyl acetate (EVA)) sheet or other encapsulant. The conductive backsheet 901 and encapsulant may be a protective and/or electrically insulating backsheet (e.g., dual fluoropolymer backsheet, single fluoropolymer backsheet, non-fluoropolymer backsheet (e.g., polyethylene terephthalate, PET) and ethylene vinyl acetate (EVA))). The cells can be placed on top of and electrically connected to the conductive backsheet 901 . For example, a conductive adhesive can be placed on the conductive backsheet 901 over the desired area for electrical connection of the rear contact PV cells 904 . Rear contact PV cells 904 can be placed on a conductive adhesive on a conductive backsheet 901 . An insulating layer may be placed between the conductive adhesive and the rear contact PV cell 904 . The rear-contact PV cells can be placed and positioned as desired on the conductive backsheet 901 by, for example, automated manipulators, pick-and-place machines, humans, and the like. Power electronics (eg, optimizers, microinverters, DC-DC converters, etc.) and/or passive electronics (eg, bypass diodes, blocking diodes, etc.) may be added to the conductive backsheet 901 . A top encapsulant and/or glass may be added on top of the distributed PV cell array 1010 . A PV module frame may be added. Post-treatments may be applied (eg, in an oven, laminator, etc.).

態様によれば、本明細書のPVアレイは、様々にパッケージ化されて、様々なPVモジュールを作り出し得る。例えば、本明細書のPVアレイのいずれかは、記載するように、独立型PVモジュールにパッケージ化され得る。追加的に又は代替的に、本明細書に記載する任意のPVアレイは、本明細書に記載するようなPVアレイを有するルーフィングタイルを作り出すために、ルーフィングタイル(例えば、アスファルトルーフィングシングル、金属製ルーフィングシングル、木製ルーフィングシングルなど)と組み合わされてもよい。本開示のPVアレイは、実質的に上記のように(例えば、ガラス及び/又はEVAなどで)封止され、ルーフタイルに取り付けられてもよい。ルーフタイルは、ルーフタイルPVモジュールの固有部分を形成してもよい(例えば、アスファルトルーフィングシングルは、PVモジュールバックシートとして機能してもよく、及び/又はPVモジュールバックシートとして構成されてもよい)。代替的に、完成したPVモジュールをルーフタイルに取り付けてもよい。本開示のアレイは、ルーフタイルPVモジュールアレイに、遮光及び/又は他の不整合状態緩和の増加を提供し得る。 According to aspects, the PV arrays herein can be differently packaged to create different PV modules. For example, any of the PV arrays herein can be packaged into stand-alone PV modules as described. Additionally or alternatively, any of the PV arrays described herein may be combined with roofing tiles (e.g., asphalt roofing shingles, metal roofing shingles, wooden roofing shingles, etc.). The PV arrays of the present disclosure may be encapsulated (eg, with glass and/or EVA, etc.) and attached to roof tiles substantially as described above. A roof tile may form an inherent part of a roof tile PV module (eg, an asphalt roofing shingle may serve as and/or be configured as a PV module backsheet). . Alternatively, completed PV modules may be attached to roof tiles. Arrays of the present disclosure may provide roof tile PV module arrays with increased shading and/or other mismatch mitigation.

2行サブストリングPVセルアレイ、4行サブストリングPVセルアレイ、及び本開示の任意の数の行を含むサブストリング102を含むPVセルアレイは、導電性バックシート及びリアコンタクトPVセルを利用して同様に実施され得る。例えば、図3Aを参照すると、導電性バックシートは、図3Aに図示するPVセル904の相互接続性及び2行サブストリング102Aの相互接続性を実現する導電性領域を形成するように作製され得る。更に、サブストリング中点交差結合336A、336Bは、導電性バックシートにパターン化され得る。図4Aを参照すると、バイパスダイオード438の組み込み及び/又は追加は、所望に応じて、導電性バックシート内に必要な導電性領域及び導電性空隙を同様に形成する(例えば、エッチングされた導電性バックシート内にバイパスダイオードを差し込む)ことによって達成され得る。 Two-row substring PV cell arrays, four-row substring PV cell arrays, and PV cell arrays including substrings 102 with any number of rows of the present disclosure are similarly implemented utilizing conductive backsheets and rear-contact PV cells. can be For example, referring to FIG. 3A, a conductive backsheet can be fabricated to form conductive regions that provide interconnectivity for PV cells 904 and two-row substrings 102A illustrated in FIG. 3A. . Additionally, the substring midpoint cross-links 336A, 336B can be patterned into the conductive backsheet. Referring to FIG. 4A, the incorporation and/or addition of bypass diodes 438 similarly form the necessary conductive areas and conductive voids within the conductive backsheet (e.g., etched conductive layers) as desired. can be achieved by plugging a bypass diode into the backsheet).

本開示の態様は、任意のサイズのフルPVセル104又はフルリアコンタクトPVセル904を用いて、又は任意のサイズの任意の Aspects of the present disclosure can be implemented using any size full PV cell 104 or full rear contact PV cell 904, or any size

Figure 2023090679000008

カットPVセルを用いて実施され得、ここでNは整数である。PVセル(例えば、PVセル104、リアコンタクトPVセル904)は、
Figure 2023090679000008

It can be implemented using cut PV cells, where N is an integer. PV cells (e.g., PV cell 104, rear contact PV cell 904) are

Figure 2023090679000009

サイズに切断され得、
Figure 2023090679000009

can be cut to size,

Figure 2023090679000010

カットPVセルをもたらし得る。
Figure 2023090679000010

It can result in cut PV cells.

Figure 2023090679000011

カットPVセルは、フルPVセルと実質的に同じ電位特性を有し得るが、同じ状態下で、実質的に
Figure 2023090679000011

A cut PV cell can have substantially the same potential characteristics as a full PV cell, but under the same conditions, substantially

Figure 2023090679000012

フルPVセルの電流生産を有し得る。本開示に従ってPVセルを切断することは、所望の電力特性、サイズ、アスペクト比、耐遮光性などを達成するようにPVモジュールを設計する際の柔軟性を可能にし得る。例えば、本開示は、
Figure 2023090679000012

It can have the current production of a full PV cell. Cutting PV cells in accordance with the present disclosure may allow flexibility in designing PV modules to achieve desired power characteristics, size, aspect ratio, light resistance, and the like. For example, the present disclosure provides

Figure 2023090679000013

カットPVセル、
Figure 2023090679000013

cut PV cell,

Figure 2023090679000014

カットPVセル、
Figure 2023090679000014

cut PV cell,

Figure 2023090679000015

カットPVセルなど、又はそれらの任意の組み合わせで実施され得る。カットPVセルは、例えば、PVセルを一次元に沿って切断することによって(例えば、210mm×210mmのセルを、各々約210×30mmの7つのストリップに切断することによって)、又は二次元に沿って切断することによって得られ得る(例えば、セルの粒度を増加させ、設計の柔軟性を改善することができる、より小さいカットセルは、210mm×210mmのセルを垂直に1回、水平に6回切断して、各々約105mm×30mmの14個のカットセルを得ることによって得られ得る)。図8は、
Figure 2023090679000015

It can be implemented with cut PV cells, etc., or any combination thereof. Cut PV cells can be made, for example, by cutting the PV cell along one dimension (e.g., by cutting a 210 mm x 210 mm cell into seven strips of approximately 210 x 30 mm each) or along two dimensions. (e.g., which can increase cell granularity and improve design flexibility), smaller cut cells can be obtained by cutting a 210 mm × 210 mm cell once vertically and six times horizontally. by cutting to obtain 14 cut cells of approximately 105 mm x 30 mm each). Figure 8 shows

Figure 2023090679000016

カットPVセル804アレイを有する例示的な2行サブストリング102AのPVモジュール800を図示する。図8を参照すると、
Figure 2023090679000016

An exemplary two-row substring 102A PV module 800 with an array of cut PV cells 804 is illustrated. Referring to FIG. 8,

Figure 2023090679000017

カットPVセル804(又は任意の
Figure 2023090679000017

cut PV cell 804 (or any

Figure 2023090679000018

)を有するPVセルアレイは、本開示の配列に実質的に従って配列され得る(例えば、図8は、フルPVセルの代わりに1/2カットPVセル804を有する図3Aと実質的に同様の構成及び図3Bと実質的に同様の電気回路図を有するPVモジュール800及びPVセルアレイ810を図示する)。
Figure 2023090679000018

) can be arranged substantially according to the arrangement of the present disclosure (e.g., FIG. 8 has a configuration substantially similar to FIG. 3A with half-cut PV cells 804 instead of full PV cells and FIG. 3B shows a PV module 800 and a PV cell array 810 with electrical schematics substantially similar to FIG. 3B).

Figure 2023090679000019

カットサブストリング102(直列に接続された
Figure 2023090679000019

Cut substrings 102 (connected in series

Figure 2023090679000020

カットPVセルを含むサブストリング102)は、実質的に本明細書に記載するように配列され得る。
Figure 2023090679000020

Substrings 102) containing cut PV cells may be arranged substantially as described herein.

Figure 2023090679000021

カットサブストリングは、2つのサブサブストリング102Aからなる行に配列され得る(図8に図示するように)。本開示のそのような態様では、そのような
Figure 2023090679000021

The cut substrings may be arranged in rows of two subsubstrings 102A (as illustrated in FIG. 8). In such aspects of the disclosure, such

Figure 2023090679000022

カットPVセル2行サブストリング102Aの配列及び電気的接続は、図1A~図5Bに関連して記載するような2行サブストリング102Aの配列及び電気的接続を実質的に反映し得る。
Figure 2023090679000022

The arrangement and electrical connections of the cut PV cell two-row substrings 102A may substantially mirror the arrangements and electrical connections of the two-row substrings 102A as described in connection with FIGS. 1A-5B.

Figure 2023090679000023

カットサブストリングは、4つ以上のサブサブストリングからなる行に配列され得る。本開示のそのような態様では、そのような配列及び電気的接続
Figure 2023090679000023

Cut substrings may be arranged in rows of four or more subsubstrings. In such aspects of the disclosure, such arrangements and electrical connections

Figure 2023090679000024

カットPVセル4行サブストリング102Bは、図6A~図7Bに関連して本明細書に記載するような4行サブストリング102Bの配列及び電気的接続を実質的に反映し得る。
Figure 2023090679000024

The cut PV cell 4-row substring 102B may substantially mirror the arrangement and electrical connections of the 4-row substring 102B as described herein with respect to FIGS. 6A-7B.

Figure 2023090679000025

カットPVセルサブストリングを備えるPVセルアレイは、本明細書に記載するように、縦向き、横向き、又は正方形の向きに配列され得る。リアコンタクトPVセル904を同様に切断して、
Figure 2023090679000025

A PV cell array comprising cut PV cell substrings can be arranged in a vertical, horizontal, or square orientation as described herein. Similarly disconnect the rear contact PV cell 904 to

Figure 2023090679000026

カットリアコンタクトPVセルをもたらし得る。
Figure 2023090679000026

Cut rear contact PV cells can result.

Figure 2023090679000027

カットリアコンタクトPVセルサブストリング(
Figure 2023090679000027

cut rear contact PV cell substring (

Figure 2023090679000028

カットリアコンタクトPVセル、例えば、分散サブストリング1002及びTCTサブストリング902を備える)は、例えば、図9A~図13Cに関連して本明細書に記載するようなリアコンタクトPVセル904と実質的に同じ様式で、導電性バックシート901を利用して配列され、かつ電気的に接続され得る。
Figure 2023090679000028

A cut rear-contact PV cell (eg, comprising distributed substrings 1002 and TCT substrings 902) is substantially similar to rear-contact PV cell 904, eg, as described herein with respect to FIGS. 9A-13C. In the same manner, they can be arranged and electrically connected using a conductive backsheet 901 .

Figure 2023090679000029

カットサブストリングは、本明細書に記載するように、分散サブストリングに配列され得る。本開示のそのような態様では、そのような
Figure 2023090679000029

Cut substrings may be arranged into scattered substrings as described herein. In such aspects of the disclosure, such

Figure 2023090679000030

カットPVセル分散サブストリングの配列及び電気的接続は、例えば、図9A、図10A、図10B、図11A~図12Bに関連して本明細書に記載するような分散サブストリングの配列及び電気的接続を実質的に反映し得る。
Figure 2023090679000030

The arrangement and electrical connection of the cut PV cell distributed substrings can be, for example, the arrangement and electrical connections of the distributed substrings as described herein in connection with FIGS. 9A, 10A, 10B, 11A-12B connection can be reflected substantially.

Figure 2023090679000031

カットサブストリングは、本明細書に記載するように、TCTサブストリング内に配列され得る。本開示のそのような態様では、そのような
Figure 2023090679000031

Cut substrings can be arranged within TCT substrings as described herein. In such aspects of the disclosure, such

Figure 2023090679000032

カットPVセルTCTサブストリングの配列及び電気的接続は、例えば、図9B、図13A~図13Cに関連して本明細書に記載するようなTCTサブストリングの配列及び電気的接続を実質的に反映し得る。
Figure 2023090679000032

The arrangement and electrical connection of the cut PV cell TCT substrings substantially mirrors the arrangement and electrical connection of the TCT substrings as described herein with respect to, for example, FIGS. 9B, 13A-13C. can.

本開示の態様は、ルーフタイル(すなわち、ルーフィングシングル)と組み合わされ得る、PVセルアレイ及びPVモジュールに関する。ルーフタイルPVセルアレイ及びルーフタイルPVモジュールは、ルーフタイルの形状、ルーフタイル全体に対するルーフタイルPVモジュールのサイズ、設計開回路電圧(VOC)の考慮事項、設計閉回路電流(ISC)の考慮事項、ルーフタイルPVセルアレイトポロジ、遮光及び他の不整合状態の考慮事項、生産性の問題などの特定の考慮事項に関連付けられ得る。加えて、ルーフタイルPVセルアレイ及び/又はPVモジュールは、ルーフタイルに有用な材料及び構造を含み得る。例えば、ルーフタイルPVセルアレイ及び/又はPVモジュールは、バックシートを備え得、バックシートは、例えば、ルーフタイルに有用な材料及び形状(例えば、アスファルト、木材、木材シェイク、金属、スレートなど)を含み得る。光起電力セルアレイを備えることに加えて、ルーフタイルPVセルアレイ及び/又はモジュールは、ルーフタイルとして機械的に構成され得る(例えば、材料の重なりを含むか、又は、例えば、装着されるときに耐候性層を形成する)。そのようなルーフタイルPVセルアレイ及びモジュールを設計するとき、任意の数の考慮事項がバランスされ得る。例えば、生産及び装着のコスト及び複雑さを低減しながら、部分的な遮光又は他の不整合状態の緩和を増加させ、電力生産及び効率を増加させることが望ましくあり得る。上記を考慮して、本開示の態様は、ルーフタイルPVセルアレイトポロジ、ルーフタイルPVセルアレイトポロジの電気的相互接続及び電気的内部接続、ルーフタイルPVセルアレイの電力最適化、並びにルーフタイルPVセルアレイの生産に関する。 Aspects of the present disclosure relate to PV cell arrays and PV modules that may be combined with roof tiles (ie, roofing shingles). Roof tile PV cell arrays and roof tile PV modules are determined by roof tile geometry, roof tile PV module size relative to the entire roof tile, design open circuit voltage ( VOC ) considerations, design closed circuit current ( ISC ) considerations. , roof tile PV cell array topology, shading and other misalignment considerations, manufacturability issues, and the like. Additionally, roof tile PV cell arrays and/or PV modules may include materials and structures useful for roof tiles. For example, roof tile PV cell arrays and/or PV modules may comprise a backsheet, which includes, for example, materials and shapes useful for roof tiles (e.g., asphalt, wood, wood shake, metal, slate, etc.). obtain. In addition to comprising photovoltaic cell arrays, roof tile PV cell arrays and/or modules may be mechanically configured as roof tiles (e.g., including material overlaps or weatherproofing when installed, for example). form the sexual layer). Any number of considerations may be balanced when designing such roof tile PV cell arrays and modules. For example, it may be desirable to increase mitigation of partial shading or other misalignment conditions to increase power production and efficiency while reducing production and installation costs and complexity. In view of the above, aspects of the present disclosure provide a roof tile PV cell array topology, electrical interconnection and interconnection of the roof tile PV cell array topology, power optimization of the roof tile PV cell array, and production of the roof tile PV cell array. Regarding.

本明細書に記載するように、PV発電機(例えば、PVセルアレイ、PVモジュール)は、全交差結合(TCT)構成で電気的に接続されることから利益が得られ得る。TCT構成は、並列接続されたPV発電機の群としてPV発電機を電気的に並列に接続し、及び並列接続されたPV発電機の2つ以上の群を電気的に直列に接続するものとして理解され得る。TCT構成は、直列構成、並列構成、及び直並列構成と比較して、発電を向上させ、効率を改善し、部分的な遮光状態及び/又は他の不整合状態の緩和を改善し得る。しかしながら、TCT構成は、生産コスト及び複雑さ(例えば、電気的接続の複雑さ)の増加に関連付けられ得る。更に、本明細書に記載するように、発電、効率、及び不整合状態の緩和は、電気的に並列に接続されたPV発電機をアレイ内に空間的に分散させることによって更に改善され得る。そのような空間的分散は、例えば、部分的な遮光状態又は他の不整合状態の影響を分散させるように機能し得る。しかしながら、そのような空間的分散は、追加の生産コスト及び複雑さの増加と関連付けられ得る。例えば、TCT空間的分散アレイは、PVセルアレイ導体の導体交差と関連付けられ得る。そのような導体交差は、追加の生産ステップ、例えば、導体層間の電気絶縁体の追加の層と関連付けられ得る。そこため、本開示の態様は、生産の複雑さ及びコストを低減しながら、TCT空間的分散PVセルアレイ(例えば、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ)を提供することである。 As described herein, PV generators (eg, PV cell arrays, PV modules) may benefit from being electrically connected in a total cross-coupled (TCT) configuration. A TCT configuration is one in which PV generators are electrically connected in parallel as a group of parallel-connected PV generators, and two or more groups of parallel-connected PV generators are electrically connected in series. can be understood. A TCT configuration may improve power generation, improve efficiency, and mitigate partial shading and/or other mismatch conditions compared to series, parallel, and series-parallel configurations. However, TCT configurations can be associated with increased production costs and complexity (eg, complexity of electrical connections). Moreover, as described herein, power generation, efficiency, and mismatch mitigation can be further improved by spatially distributing electrically parallel-connected PV generators within an array. Such spatial distribution may serve, for example, to distribute the effects of partial shading or other misalignment conditions. However, such spatial distribution can be associated with additional production costs and increased complexity. For example, a TCT spatially distributed array can be associated with conductor intersections of PV cell array conductors. Such conductor crossings may be associated with additional production steps, such as additional layers of electrical insulation between conductor layers. Thus, it is an aspect of the present disclosure to provide a TCT spatially distributed PV cell array (eg, a TCT spatially distributed roof tile PV cell array) while reducing manufacturing complexity and cost.

図14Aは、本開示の1つ以上の態様による、2×2TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイの例示的な電気的相互接続性を図示する。図14Aを参照すると、2×2TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイは、サブストリング1402A、1402B、1402C、及び1402D(概して、サブストリング1402と称される)を含み得る。図14A及び図14Bにおいて、同じパターンで図示されているサブストリングは、互いに電気的に並列に接続されていると理解され得る。そのため、サブストリング1402A及び1402Bは、サブストリング群Aとして互いに電気的に並列に接続され得る。加えて、サブストリング1402C及び1402Dは、サブストリング群Bとして互いに電気的に並列に接続され得る。サブストリング群Aは、TCT PVセルアレイを作り出すために、サブストリング群Bに電気的に直列に接続され得る。 FIG. 14A illustrates exemplary electrical interconnectivity of a 2×2 TCT spatially distributed roof tile PV cell array, according to one or more aspects of the present disclosure. Referring to FIG. 14A, a 2×2 TCT spatially distributed roof tile PV cell array may include substrings 1402A, 1402B, 1402C, and 1402D (generally referred to as substrings 1402). Substrings shown in the same pattern in FIGS. 14A and 14B can be understood to be electrically connected in parallel with each other. As such, substrings 1402A and 1402B may be electrically connected in parallel with each other as substring group A. FIG. In addition, substrings 1402C and 1402D may be electrically connected in parallel with each other as substring group B. Substring group A may be electrically connected in series with substring group B to create a TCT PV cell array.

図14Bは、図14Aのサブストリングの例示的な空間的に分散された物理的配列を図示する。図14Bを参照すると、サブストリング1402A~1402Dは、互いに電気的に並列に接続されたサブストリングが異なる行及び/又は列に配設され得るように空間的に分散され得る。(より大きなPVセルアレイでは、電気的に並列に接続されたサブストリングは、PVセルアレイの全体的な空間的分散を維持しながら、同じ行及び/又は列に配設され得る)。図14A及び図14Bの例示的な2×2PVセルアレイを参照すると、記載するように、サブストリング1402Aは、サブストリング1402Bに電気的に並列に接続され得る。サブストリング1402Aは行/列1,1に配設され得、サブストリング1402Bは行/列2,2に配設され得る。加えて、サブストリング1402Dは、サブストリング1402Cに電気的に接続され得る。サブストリング1402Cは、行/列2,1に配設され得、サブストリング1402Dは行/列1,2に配設され得る。こうして、サブストリングはTCTであり、空間的に分散され得る。図14Bの空間配列は、可能な空間的分散の1つの実施例である。こうして、図14Aのサブストリングは、PVセルアレイ内で様々に分散され得ることを理解されたい。 FIG. 14B illustrates an exemplary spatially distributed physical arrangement of the substrings of FIG. 14A. Referring to FIG. 14B, substrings 1402A-1402D may be spatially distributed such that substrings electrically connected in parallel with each other may be arranged in different rows and/or columns. (In larger PV cell arrays, substrings electrically connected in parallel may be arranged in the same rows and/or columns while maintaining the overall spatial distribution of the PV cell array). 14A and 14B, substring 1402A can be electrically connected in parallel to substring 1402B as described. Substring 1402A may be disposed in row/column 1,1 and substring 1402B may be disposed in row/column 2,2. In addition, substring 1402D can be electrically connected to substring 1402C. Substring 1402C may be disposed at row/column 2,1 and substring 1402D may be disposed at row/column 1,2. Thus, the substrings are TCT and can be spatially distributed. The spatial arrangement of FIG. 14B is one example of possible spatial distribution. Thus, it should be appreciated that the substrings of FIG. 14A may be distributed differently within the PV cell array.

記載するように、一般に、TCT PVセルアレイ、及び空間的分散PVセルアレイは、生産の複雑さ(例えば、複雑な電気的接続)の増加と関連付けられ得る。本開示の態様は、生産の複雑さを低減し得るTCT空間的分散PVセルアレイトポロジに関する。図15は、本開示の1つ以上の態様による、図14A及び図14Bの2×2TCT及び空間的分散PVセルアレイ及びPVモジュールの例示的なルーフタイルPVセルアレイトポロジを図示する。図15を参照すると、2×2サブストリングTCT及び空間的分散ルーフタイルPVモジュール1500は、ルーフタイルPVセルアレイ1510を含み得る。ルーフタイルPVセルアレイ1510は、2×2(すなわち、2行、2列)配列の4つのサブストリング1502、サブストリング1502A、サブストリング1502B、サブストリング1502C、及びサブストリング1502Dを含み得る(サブストリング1502A~1502Dは、図14A及び図14Bのサブストリング1402A~1402Dにそれぞれ対応し得る)。4つのサブストリング1502が図示されているが、任意の数のサブストリング1502が企図される。サブストリング1502はパターンで図示され得る。同様のパターンのサブストリング1502は、電気的に並列に接続されていると見なされ得る(より詳細に記載する)。図15を参照すると、サブストリング1502Aは、サブストリング1502Bに電気的に並列に接続され得る。サブストリング1502Cは、サブストリング1502Dに電気的に並列に接続され得る。サブストリング1502A及び1502Bの並列群は、サブストリング1502C及び1502Dの並列群と直列に電気的に接続され得、その結果、TCTであり、空間的に分散されたルーフタイルPVセルアレイ1510が得られる。 As noted, TCT PV cell arrays and spatially distributed PV cell arrays in general can be associated with increased production complexity (eg, complex electrical connections). Aspects of the present disclosure relate to TCT spatially distributed PV cell array topologies that may reduce production complexity. FIG. 15 illustrates an exemplary roof tile PV cell array topology of the 2×2 TCT and spatially distributed PV cell arrays and PV modules of FIGS. 14A and 14B, according to one or more aspects of the present disclosure; Referring to FIG. 15, a 2×2 substring TCT and spatially distributed roof tile PV module 1500 may include a roof tile PV cell array 1510 . Roof tile PV cell array 1510 may include four substrings 1502, substring 1502A, substring 1502B, substring 1502C, and substring 1502D in a 2×2 (ie, two rows, two columns) arrangement (substring 1502A 1502D may correspond to substrings 1402A-1402D of FIGS. 14A and 14B, respectively). Although four substrings 1502 are illustrated, any number of substrings 1502 is contemplated. Substrings 1502 may be illustrated in patterns. Similar patterned substrings 1502 may be considered electrically connected in parallel (described in more detail). Referring to FIG. 15, substring 1502A may be electrically connected in parallel to substring 1502B. Substring 1502C may be electrically connected in parallel with substring 1502D. Parallel groups of substrings 1502A and 1502B may be electrically connected in series with parallel groups of substrings 1502C and 1502D resulting in a TCT, spatially distributed roof tile PV cell array 1510 .

サブストリング1502A~1502Dの各々は、いくつかの電気的に直列に接続されたPVセル1504を含み得る。(図示を明確にするために、サブストリング1502当たり1つのPVセル1504のみが参照番号で図示されているが、各PVセル1504(図15のサブストリング1502当たり8つのPVセル1504が図示されている)は、互いに実質的に同じであると見なされるべきである)。各PVセルは、正端子及び負端子を有し得る(例えば、PVセルの電力生産時に、PVセルの開回路電圧が測定され得る)。同様に、直列に接続されたPVセル1504の各サブストリング1502(すなわち、1502A~1502D)は、サブストリング正端子及びサブストリング負端子を含み得る(例えば、サブストリングの電力生産時にサブストリング開回路電圧が測定され得る)。サブストリング1502A~1502Dは、生産の複雑さを低減しながら、TCT及び空間的分散トポロジが達成され得るように、互いに関連して配列され得る。例えば、正及び負のサブストリング端子は、ジャンクションボックス1542の外側のルーフタイルPVモジュール1500上の導体交差が低減され得るように、様々に配列され得る。ルーフタイルPVモジュール1500は、ジャンクションボックス1542を含み得る。ジャンクションボックス1542は、同様に、生産の複雑さを低減しながら、所望の電気的相互接続及び空間的分散を達成するように戦略的に配置され得る。ジャンクションボックス1542の内側の導体交差は、ジャンクションボックス1542の外側のルーフタイルPVモジュール1500上の導体交差よりも、達成するのに安価であり、複雑さを軽減し得る。 Each of substrings 1502A-1502D may include a number of PV cells 1504 electrically connected in series. (For clarity of illustration, only one PV cell 1504 is shown by reference number per substring 1502, but each PV cell 1504 (eight PV cells 1504 are shown per substring 1502 in FIG. 15). ) should be considered substantially the same as each other). Each PV cell can have a positive terminal and a negative terminal (eg, the open circuit voltage of the PV cell can be measured when the PV cell is producing power). Similarly, each substring 1502 (ie, 1502A-1502D) of series-connected PV cells 1504 may include a substring positive terminal and a substring negative terminal (e.g., a substring open circuit when the substring produces power). voltage can be measured). Substrings 1502A-1502D may be arranged in relation to each other such that TCT and spatially distributed topologies may be achieved while reducing production complexity. For example, the positive and negative substring terminals can be arranged differently such that conductor crossing on the roof tile PV module 1500 outside the junction box 1542 can be reduced. Roof tile PV module 1500 may include junction box 1542 . Junction boxes 1542 may likewise be strategically placed to achieve desired electrical interconnections and spatial distribution while reducing manufacturing complexity. Conductor crossings inside the junction box 1542 may be cheaper and less complex to achieve than conductor crossings on the roof tile PV module 1500 outside the junction box 1542 .

引き続き図15を参照すると、ルーフタイルPVセルアレイ1510(及びルーフタイルPVモジュール1500)は、2つの対向する長辺1550(第1の長寸基準辺1550A及び第2の長寸基準辺1550B)によって画定される長寸部と、2つの対向する短辺1548(第1の短寸基準辺1548A及び第2の短寸基準辺1548B)によって画定される短寸部とを有する矩形形状であり得る。図15のPVセルアレイは、サブストリング1502A~1502Dの各々が水平に(長寸部に沿って)延在するので、水平アレイと見なされ得る。サブストリングは、2つのサブストリングからなる2つの行(長寸部に沿って延在する行)、及び2つのサブストリングからなる2つの列(短寸部に沿って延在する列)に配設され得る。ジャンクションボックス1542は、第1の短寸基準辺1548Aに近接して、ルーフタイルPVセルアレイ1510からなる2つの行の間に配設され得る。サブストリング1502Aは、ルーフタイルPVセルアレイ1510の第1の行、第1の列に配設され得る。第1の行は、サブストリング1502Aの正端子で開始し得る。サブストリング1502Aは、その正端子から、長寸部に沿って、第1の行内に延在し、第1の行の中央に近接して(例えば、縦方向の正中線1530に近接して)、サブストリング1502Aの負端子で終端し得る。サブストリング1502Dは、ルーフタイルPVセルアレイ1510の第1の行、第2の列に配設され得る。サブストリング1502Dの負端子は、第1の列の中央に近接して(例えば、縦方向の正中線1530に近接して)配設され得る。サブストリング1502Dは、第1の行の中央に近接するその負端子から、PVセルアレイの長寸部に沿って延在し、第1の行の端部の第2の短寸基準辺1548Bに近接するサブストリング1502Dの正端子で終端し得る。 With continued reference to FIG. 15, roof tile PV cell array 1510 (and roof tile PV module 1500) is defined by two opposing long sides 1550 (first long reference side 1550A and second long reference side 1550B). and a short portion defined by two opposing short sides 1548 (a first short reference side 1548A and a second short reference side 1548B). The PV cell array of FIG. 15 may be considered a horizontal array because each of substrings 1502A-1502D extends horizontally (along its long dimension). The substrings are arranged in two rows of two substrings (rows extending along the long dimension) and two columns of two substrings (columns extending along the short dimension). can be set. A junction box 1542 may be disposed between two rows of roof tile PV cell arrays 1510 proximate to a first short reference side 1548A. Substring 1502 A may be disposed in the first row, first column of roof tile PV cell array 1510 . A first row may begin at the positive terminal of substring 1502A. Substring 1502A extends from its positive terminal along the long dimension into the first row, proximate the center of the first row (eg, proximate longitudinal midline 1530). , may terminate at the negative terminal of substring 1502A. Substring 1502D may be arranged in the first row, second column of roof tile PV cell array 1510 . The negative terminal of substring 1502D may be disposed proximate the center of the first row (eg, proximate longitudinal midline 1530). Substring 1502D extends from its negative terminal near the center of the first row along the long dimension of the PV cell array and near the second short reference side 1548B at the end of the first row. may be terminated at the positive terminal of substring 1502D.

サブストリング1502Cは、ルーフタイルPVセルアレイ1510の第2の行、第1の列に配設され得る。サブストリング1502Cの負端子は、第2の行の開始において、第1の短寸基準辺1548Aに近接して配設され得る。サブストリング1502Cは、ルーフタイルPVセルアレイ1510の長寸部に沿って第2の列内に延在し得、第2の列の中央に近接して(例えば、縦方向の正中線1530に近接して)サブストリング1502Cの正端子で終端し得る。サブストリング1502Bは、第2の行、第2の列に配設され得る。サブストリング1502Bの正端子は、第2の列の中央に近接して(例えば、縦方向の正中線1530に近接して)配設され得る。サブストリング1502Bは、その正端子から、ルーフタイルPVセルアレイ1510の長寸部に沿って、サブストリング1502Bの負端子まで延在し得る。サブストリング1502Bの負端子は、PVセルアレイの第2の行の端部において第2の短寸基準辺1548に近接して配設され得る。サブストリング端子は、以下: Substring 1502C may be disposed in the second row, first column of roof tile PV cell array 1510 . The negative terminal of substring 1502C may be disposed proximate first short reference edge 1548A at the start of the second row. The substrings 1502C may extend into the second row along the long dimension of the roof tile PV cell array 1510 and proximate the middle of the second row (eg, proximate the longitudinal midline 1530). ) may terminate at the positive terminal of substring 1502C. Substring 1502B may be arranged in a second row, second column. The positive terminal of substring 1502B may be disposed proximate the center of the second row (eg, proximate longitudinal midline 1530). Substring 1502B may extend from its positive terminal along the long dimension of roof tile PV cell array 1510 to the negative terminal of substring 1502B. The negative terminal of substring 1502B may be disposed proximate second short reference edge 1548 at the end of the second row of the PV cell array. The substring terminals are:

Figure 2023090679000033

のようにルーフタイルPVセルアレイ1510内に配列されていると見なされ得る。
Figure 2023090679000033

are arranged in the roof tile PV cell array 1510 as follows.

上記のようなサブストリング端子の配設により、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510の電気的接続の複雑さが低減され得る。例えば、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ電気的接続は、(ジャンクションボックス1542の外側の)ルーフタイルPVモジュール上の導体交差を伴わずに達成され得る。図15は、ルーフタイルPVモジュール1500上で達成され得る導体(例えば、リボンワイヤ)の例示的な経路を図示する。図15の導体は、経路(すなわち、太線)(いくつかはパターン化されている)として図示されている。図15を参照すると、サブストリング1502Dの正端子は、サブストリング1502Bの負端子に近接して配設され得る。これらの端子は、PVセルアレイの第2の短寸基準辺1548Bに近接して配設され得る。加えて、サブストリング1502Aの負端子は、サブストリング1502Cの正端子に近接して配設され得る。これらの端子は、TCT空間的分散PVセルアレイ1510の縦方向の正中線1530に近接して配設され得る。中点導体1536(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性トレース)は、サブストリング1502Dの正端子及びサブストリング1502Bの負端子に電気的に接続され得る。中点導体1536は、単に、PVセルアレイの第2の短寸基準辺1548Bに近接して延び得る。中点導体1536は、サブストリング1502Aの負端子及びサブストリング1502Cの正端子(互いに近接して配設される)に電気的に接続され得る。次いで、中点導体が、PVセルアレイから2つの行の間(サブストリング1502Dと1502Bとの間)に(例えば、横断方向の正中線1532に近接して、それに沿って)経路指定され、接続され得る。 The substring terminal arrangement as described above may reduce the complexity of the electrical connections of the TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510 . For example, TCT spatially distributed roof tile PV cell array electrical connections can be achieved without conductor crossings on the roof tile PV module (outside of junction box 1542). FIG. 15 illustrates exemplary routing of conductors (eg, ribbon wires) that can be achieved on roof tile PV modules 1500 . The conductors in FIG. 15 are illustrated as paths (ie, bold lines) (some are patterned). Referring to FIG. 15, the positive terminal of substring 1502D may be disposed proximate to the negative terminal of substring 1502B. These terminals may be disposed proximate to the second short reference side 1548B of the PV cell array. Additionally, the negative terminal of substring 1502A may be disposed proximate to the positive terminal of substring 1502C. These terminals may be disposed proximate to the longitudinal midline 1530 of the TCT Spatially Distributed PV Cell Array 1510 . A midpoint conductor 1536 (eg, a ribbon wire, a conductive trace of a conductive backsheet) can be electrically connected to the positive terminal of substring 1502D and the negative terminal of substring 1502B. The midpoint conductor 1536 may simply extend proximate to the second short reference side 1548B of the PV cell array. A midpoint conductor 1536 may be electrically connected to the negative terminal of substring 1502A and the positive terminal of substring 1502C (located in close proximity to each other). A midpoint conductor is then routed (e.g., proximate to and along the transverse midline 1532) and connected between the two rows (between substrings 1502D and 1502B) from the PV cell array. obtain.

負導体1514Aは、サブストリング1502Dの負端子に接続され得、第1の長寸基準辺1550Aに向かって、かつ第1の長寸基準辺1550Aに近接した長寸部に沿って、第1の短寸基準辺1548Aに向かって経路指定され得る。第1の短寸基準辺1548Aに近接して、サブストリング1502Dの負導体1514Aは、ジャンクションボックス1542内に経路指定され得る。加えて、正導体1516Aは、サブストリング1502Bの正端子に接続され得、第2の長寸基準辺1550Bに向かって、かつ第2の長寸基準辺1550Bに近接する長寸部に沿って、第1の短寸基準辺1548Aに向かって経路指定され得る。第1の短寸基準辺1548Aに近接して、サブストリング1502Bの正導体1516Aは、ジャンクションボックス1542内に経路指定され得る。サブストリング1502Aの正端子は、第1の短寸基準辺に近接して終端し得る。こうして、サブストリング1502Aの正端子は、ジャンクションボックス1542に近接して終端し得る。正導体1516Bは、サブストリング1502Aの正端子に電気的に接続され得、ジャンクションボックス1542内に経路指定され得る。同様に、サブストリング1502Cの負端子は、第1の短寸基準辺に近接して終端し得る。こうして、負導体1514Bは、サブストリング1502Cの負端子に電気的に接続され得、ジャンクションボックス1542内に経路指定され得る。残りの電気的接続(例えば、負導体1514Aから負導体1514B、正導体1516Aから正導体1516B)は、所望のTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510を達成するために、ジャンクションボックス1542内で達成され得る。 Negative conductor 1514A may be connected to the negative terminal of substring 1502D and extends along the long dimension toward and proximate first long reference side 1550A to the first long reference side 1550A. It may be routed toward short reference edge 1548A. Proximate first short reference side 1548 A, negative conductor 1514 A of substring 1502 D may be routed into junction box 1542 . Additionally, a positive conductor 1516A may be connected to the positive terminal of substring 1502B and along a long dimension toward and proximate to second long reference side 1550B, It may be routed toward the first short reference edge 1548A. Proximate first short reference side 1548 A, positive conductor 1516 A of substring 1502 B may be routed into junction box 1542 . The positive terminal of substring 1502A may terminate proximate to the first short reference side. Thus, the positive terminal of substring 1502A may terminate in close proximity to junction box 1542 . A positive conductor 1516B may be electrically connected to the positive terminal of substring 1502A and routed into junction box 1542 . Similarly, the negative terminal of substring 1502C may terminate proximate to the first short reference side. Thus, negative conductor 1514B may be electrically connected to the negative terminal of substring 1502C and routed into junction box 1542 . The remaining electrical connections (eg, negative conductor 1514A to negative conductor 1514B, positive conductor 1516A to positive conductor 1516B) are accomplished within junction box 1542 to achieve the desired TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510. obtain.

1つ以上のアクティブ及び/又はパッシブの電気及び/又は電力構成要素(例えば、パッシブエレクトロニクス及び/又はパワーエレクトロニクス)は、例えば、ジャンクションボックス1542において、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510と接続され得る。例えば、1つ以上のダイオード(例えば、バイパスダイオード及び/又はブロッキングダイオード)が、ジャンクションボックス1542に含まれ得る。ダイオードは、例えば、不整合状態の場合に、1つ以上のサブストリングのバイパスを可能にするために(例えば、1つ以上のサブストリング1502の各々と並列に接続される)、並びに/又はサブストリング1502及び/若しくはTCT空間的分散PVセルアレイ1510を通る電流の逆流を阻止するために含まれ得る。代替的に、ダイオードは、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510とともに使用されなくてもよい。追加的又は代替的に、アクティブパワーエレクトロニクス、例えば、DC-DC変換器、パワーオプティマイザ、マイクロインバータ、MPPT、パワーエレクトロニクス3202などが、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510によって生み出される電力に作用するように、TCT空間的分散PVセルアレイ1510に取り付けられてもよい。TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510に接続されるパワーエレクトロニクスは、例えば、サブストリング1502のうちの1つ以上をバイパスする、サブストリング1502のうちの1つ以上の動作点を移動させるなどのために、サブストリング1502のうちの1つ以上に作用し得る。ジャンクションボックス1542における電気的接続、並びにパッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクスの任意選択の追加に続いて、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510は、正ルーフタイルPVセルアレイ端子及び負ルーフタイルPVセルアレイ端子で電気的に終端し得る。正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子は、ルーフタイルPVセルアレイによって生み出された電力を利用し得る。正ルーフタイルPVモジュールリード線及び負ルーフタイルPVモジュールリード線は、ジャンクションボックス1542に組み込まれ得、ジャンクションボックス1542から延在し得る。正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線は、正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子にそれぞれ電気的に接続され得る。これにより、ルーフタイルPVセルアレイ1510によって生み出される電力は、正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線において利用され得る。PVモジュールリード線は、後続の構成要素(例えば、PVモジュール、アクティブエレクトロニクス、パッシブエレクトロニクス、グリッド、バッテリなど)が、ルーフタイルPVセルアレイ1510及びルーフタイルPVモジュール1500によって生み出される電力に接続され、それを利用し、及び/又はそれに作用し得るように、コネクタ(例えば、MC4コネクタ)を含み得る。 One or more active and/or passive electrical and/or power components (eg, passive electronics and/or power electronics) may be connected with the TCT Spatially Distributed Roof Tile PV Cell Array 1510 at junction box 1542, for example. . For example, one or more diodes (eg, bypass diodes and/or blocking diodes) may be included in junction box 1542 . Diodes, for example, to allow bypassing of one or more substrings (eg, connected in parallel with each of the one or more substrings 1502) in case of mismatch conditions, and/or It may be included to prevent reverse flow of current through strings 1502 and/or TCT spatially distributed PV cell array 1510 . Alternatively, diodes may not be used with the TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510 . Additionally or alternatively, active power electronics, such as DC-DC converters, power optimizers, microinverters, MPPTs, power electronics 3202, etc., may be used to affect the power produced by the TCT Spatially Distributed Roof Tile PV Cell Array 1510. , may be attached to the TCT spatially distributed PV cell array 1510 . Power electronics connected to the TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510 may, for example, bypass one or more of the substrings 1502, shift the operating point of one or more of the substrings 1502, etc. Additionally, one or more of the substrings 1502 may be affected. Following electrical connections at junction box 1542 and optional addition of passive and/or active electronics, TCT Spatially Distributed Roof Tile PV Cell Array 1510 is configured at positive and negative roof tile PV Cell Array terminals. It can be electrically terminated. Positive and negative roof tile PV cell array terminals may utilize power produced by the roof tile PV cell array. A positive roof tile PV module lead and a negative roof tile PV module lead may be incorporated into and extend from junction box 1542 . Positive and negative roof tile PV module leads may be electrically connected to positive and negative roof tile PV cell array terminals, respectively. This allows power generated by the roof tile PV cell array 1510 to be utilized at the positive and negative roof tile PV module leads. PV module leads connect subsequent components (e.g., PV modules, active electronics, passive electronics, grids, batteries, etc.) to the power produced by roof tile PV cell array 1510 and roof tile PV modules 1500 to A connector (eg, an MC4 connector) may be included to utilize and/or act upon.

上記の記載は、図15のサブストリング1502A~1502Dを、図15に図示するようなPVセルアレイの向きに基づく相対位置とともに図示する。しかしながら、図15の向きは変化し得ることを理解されたい。例えば、装着されるとき、図15のTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイは、例えば、90°、180°、270°など回転され得る。図15のPVセルアレイが例示的な180°回転される実施例を仮定すると、サブストリング1502Bは、第1の行、第1の列の位置に配設されると見なされ得る。しかしながら、サブストリング端子の各々の相対位置は、同じ電気的相互接続方式を可能にするように変化しなくてもよい。加えて、本開示の態様は、各サブストリング1502A~1502Dの配設が180°回転される場合にも同様に実施され得ることを認識されたい。そのため、ルーフタイルPVセルアレイの端子は、以下: The above description illustrates the substrings 1502A-1502D of FIG. 15 along with their relative positions based on the orientation of the PV cell array as illustrated in FIG. However, it should be understood that the orientation of FIG. 15 may vary. For example, when mounted, the TCT spatially distributed roof tile PV cell array of FIG. 15 can be rotated, eg, 90°, 180°, 270°, etc. Assuming an example where the PV cell array of FIG. 15 is rotated 180 degrees, substring 1502B can be considered to be located at the first row, first column position. However, the relative position of each of the substring terminals need not change to allow for the same electrical interconnection scheme. Additionally, it should be appreciated that aspects of the present disclosure may be similarly implemented if the arrangement of each substring 1502A-1502D is rotated 180°. Therefore, the terminals of the roof tile PV cell array are:

Figure 2023090679000034

のように配設され得る。
Figure 2023090679000034

can be arranged as

ジャンクションボックス1542は、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510の横断方向の正中線1532に近接して(すなわち、2つの列の間に)配設されるものとして図示されている。態様によれば、ジャンクションボックス1542は、様々に移動され得ることを認識されたい。例えば、ジャンクションボックス1542は、第1の短寸基準辺1548Aと第1の長寸基準辺1550Aとの交点に近接して配設され得る。代替的に、ジャンクションボックス1542は、第1の短寸基準辺1548Aと第2の長寸基準辺1550Bとの交点に近接して配設されてもよい。加えて、ジャンクションボックス1542は、上述の位置の間の任意の場所に配設されてもよい。加えて、ルーフタイルPVモジュール1500及びTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1510は、正及び負の接続の両方が完成され得る1つのジャンクションボックス1542を含むものとして図示されている。しかしながら、態様によれば、ルーフタイルPVモジュール1500及びルーフタイルPVセルアレイ1510は、正接続及び負接続がそれぞれ実現され得る2つのジャンクションボックス(例えば、正ジャンクションボックス及び負ジャンクションボックス)を含んでもよい。 Junction box 1542 is illustrated as being disposed proximate the transverse midline 1532 of TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510 (ie, between two columns). It should be appreciated that the junction box 1542 can be moved differently according to aspects. For example, junction box 1542 may be disposed proximate to the intersection of first short reference side 1548A and first long reference side 1550A. Alternatively, junction box 1542 may be disposed proximate to the intersection of first short reference side 1548A and second long reference side 1550B. Additionally, junction box 1542 may be disposed anywhere between the positions described above. In addition, roof tile PV module 1500 and TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1510 are illustrated as including one junction box 1542 in which both positive and negative connections can be completed. However, according to aspects, roof tile PV module 1500 and roof tile PV cell array 1510 may include two junction boxes (eg, a positive junction box and a negative junction box) in which positive and negative connections, respectively, may be implemented.

本明細書に記載するように、本開示の態様は、フルPVセル、任意のサイズのPVセル若しくは任意のサイズを用いて、又は任意の As described herein, aspects of the present disclosure can be used with full PV cells, any size PV cells or any size, or any

Figure 2023090679000035

カットPVセルを用いて実施され得、ここで、Nは整数である。フルPVセルを
Figure 2023090679000035

It can be implemented using cut PV cells, where N is an integer. full PV cell

Figure 2023090679000036

サイズに切断して、
Figure 2023090679000036

cut to size,

Figure 2023090679000037

カットPVセルをもたらし得る。記載のように、
Figure 2023090679000037

It can result in cut PV cells. As stated,

Figure 2023090679000038

カットPVセルは、
Figure 2023090679000038

The cut PV cell is

Figure 2023090679000039

カットPVセルが切断されたPVセルの電位特性と実質的に同様の電位特性を生み出し得る。一方、
Figure 2023090679000039

A cut PV cell may produce potential characteristics substantially similar to those of a cut PV cell. on the other hand,

Figure 2023090679000040

カットPVセルは、同じ状態(例えば、同じ照射照度状態、環境状態、試験状態など)下で、
Figure 2023090679000040

Under the same conditions (e.g., same illumination conditions, environmental conditions, test conditions, etc.), the cut PV cells

Figure 2023090679000041

カットPVセルが切断されたフルPVセルとしての実質的に
Figure 2023090679000041

A cut PV cell is effectively a cut full PV cell

Figure 2023090679000042

倍の電流生産を生み出し得る。
Figure 2023090679000042

It can produce twice the current production.

図15のルーフタイルPVセルアレイ1510は、サブストリング1502ごとに8つのPVセル1504を含むものとして図示されており、サブストリング1502のPVセル1504は、 The roof tile PV cell array 1510 of FIG. 15 is illustrated as including eight PV cells 1504 per substring 1502, the PV cells 1504 of the substrings 1502 being:

Figure 2023090679000043

カットPVセルとして図示されている。本開示の態様によれば、サブストリング1502(すなわち、1502A~1502D)は、サブストリング当たり任意の数のPVセル1504を含み得る。加えて、サブストリング1502のPVセル1504は、任意の
Figure 2023090679000043

It is shown as a cut PV cell. According to aspects of this disclosure, substrings 1502 (ie, 1502A-1502D) may include any number of PV cells 1504 per substring. In addition, PV cells 1504 of substring 1502 can be any

Figure 2023090679000044

カットPVセル(フルPVセルを含む)であり得ることが企図される。
Figure 2023090679000044

It is contemplated that it may be a cut PV cell (including full PV cells).

図15を参照すると、中点導体1536をジャンクションボックス1542に経路指定することが有利であり得る。ジャンクションボックス1542内の中点導体1536へのアクセスは、パッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクスにとの更なる構成可能性を可能にし得る。そのため、所望の中点導体は、第1の列と第2の列との間(すなわち、サブストリング1502Aと1502Cとの間)、ジャンクションボックス1542内に(例えば、横断方向の正中線1532に近接し、かつそれに沿って)経路指定され得る。そこでは、ルーフタイルPVセルアレイの電気的中点(例えば、中点導体1536を介して)は、例えば、アクティブ及び/又はパッシブの電子組み込みのために利用され得る。 Referring to FIG. 15, it may be advantageous to route midpoint conductor 1536 to junction box 1542 . Access to midpoint conductor 1536 within junction box 1542 may allow for further configurability with passive and/or active electronics. As such, the desired midpoint conductor is located between the first and second rows (i.e., between substrings 1502A and 1502C) and within junction box 1542 (e.g., adjacent transverse midline 1532). and along). There, the electrical midpoint of the roof tile PV cell array (eg, via midpoint conductor 1536) can be utilized for active and/or passive electronic integration, for example.

ルーフタイルPVセルアレイ及びルーフタイルPVモジュールは、リアコンタクトPVセル及び導電性バックシートを用いて有利に実施され得る。本明細書に記載するように、TCT接続された空間的分散PVセルアレイは、生産の複雑さの増加を伴い得る。そのような生産の複雑さは、TCTの空間的分散PVセルアレイの電気的接続に関連付けられ得る。そのため、本開示は、生産の複雑さを低減するために、リアコンタクトPVセル(例えば、メタルラップスルー(MWT)、インターデジタルバックコンタクト(IBC)など)及び導電性バックシートを利用することを企図する。 Roof tile PV cell arrays and roof tile PV modules can be advantageously implemented using rear contact PV cells and conductive backsheets. As described herein, TCT-connected spatially distributed PV cell arrays may involve increased production complexity. Such production complexity may be associated with the electrical connections of the TCT's spatially distributed PV cell array. As such, the present disclosure contemplates utilizing rear-contact PV cells (e.g., metal wrap-through (MWT), interdigitated back contact (IBC), etc.) and conductive backsheets to reduce production complexity. do.

図16は、本開示による図15の例示的なTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート1601を図示する。導電性バックシート1601は、任意の導電性材料、例えば、金属(例えば、銅、銀など)から作製され得る。導電性バックシート1601は、例えば、レーザ切断機、プラズマ切断機など、又はそのような導電性材料を切断する任意の他の方法を介して、特定のパターンで切断して(図16において黒線として図示される)、所望の導電性領域(切断部間の白色の空間として図示される)を形成し得る。導電性領域は、隣接するリアコンタクトPVセル1604を電気的に接合するように構成された導電性パッド1608(例えば、2つの隣接するリアコンタクトPVセル1604を電気的に直列に接続するように構成された導電性パッド1608)と、電力を伝送するように構成された導電性トレース1614及び1616(例えば、導電性トレース1614A、1614B、1616A及び1616B)とに分類され得る。導電性パッド1608並びに導電性トレース1614及び1616という用語は、より一般的な導電性領域の単なる例示的な用語であり、本開示の範囲を限定するように解釈されるべきではない。導電性パッド1608は、導電性トレース1614又は1616(例えば、導電性トレース1616A、例えば、図9BのTCTサブストリング902Aの導電性トレース960Aも参照)、及び導電性トレース1614又は1616は、導電性パッド1608で終端し得る。追加的に又は代替的に、導電性領域は、導電性パッド1608及び導電性トレース1614若しくは1616の両方として機能してもよく、又はいずれとしても機能しなくてもよい(例えば、導電性領域は、リアコンタクトバックシート上の集積回路内の導電性トレースとして利用されてもよい)。リアコンタクトPVセル1604は、例えば、導電性ペーストによって導電性バックシート1601に電気的に取り付けられて、本明細書に記載するような所望の導電性バックシートPVセルアレイを形成してもよい(リアコンタクトPVセル1604は、全てが数字で参照されるわけではなく、灰色の透明な形状として図示され、サブストリング1602B、1602C、及び1602DのPVは、図示を明確にするために省略されていることに留意されたい)。このような導電性バックシート1601は、回路及び回路経路を導電性バックシート1601に直接組み込むことによって、導電性バックシートPVモジュールへのエレクトロニクス(例えば、本明細書で更に詳細に考察するようなパワーエレクトロニクス)の組み込みを容易にし得る。導電性バックシート1601の様々な形態が企図され、いくつかが本明細書により詳細に記載する。本明細書に記載する全ての導電性バックシートは、本明細書に明示的に記載されない限り、実質的に同様であり得、実質的に同様に生産され得る(パターン以外)。 FIG. 16 illustrates an exemplary conductive backsheet 1601 that can implement the exemplary TCT spatially distributed roof tile PV cell array of FIG. 15 according to this disclosure. Conductive backsheet 1601 can be made from any conductive material, such as a metal (eg, copper, silver, etc.). The conductive backsheet 1601 is cut in a particular pattern (black lines in FIG. ) to form the desired conductive regions (illustrated as white spaces between cuts). The conductive regions include conductive pads 1608 configured to electrically join adjacent rear-contact PV cells 1604 (e.g., configured to electrically connect two adjacent rear-contact PV cells 1604 in series). conductive pads 1608) and conductive traces 1614 and 1616 configured to carry power (eg, conductive traces 1614A, 1614B, 1616A and 1616B). The terms conductive pad 1608 and conductive traces 1614 and 1616 are merely exemplary terms for the more general conductive regions and should not be construed to limit the scope of this disclosure. Conductive pad 1608 is a conductive trace 1614 or 1616 (e.g., conductive trace 1616A, see also, e.g., conductive trace 960A of TCT substring 902A in FIG. 9B), and conductive trace 1614 or 1616 is a conductive pad. It can end at 1608. Additionally or alternatively, a conductive region may function as both a conductive pad 1608 and a conductive trace 1614 or 1616, or neither (e.g., a conductive region may , may be utilized as conductive traces in an integrated circuit on the rear contact backsheet). The rear contact PV cells 1604 may be electrically attached to the conductive backsheet 1601 by, for example, a conductive paste to form the desired conductive backsheet PV cell array as described herein (rear contact PV cells 1604). Contact PV cells 1604 are not all referenced numerically and are shown as gray transparent shapes and PVs of substrings 1602B, 1602C and 1602D have been omitted for clarity of illustration. ). Such a conductive backsheet 1601 may be used to provide electronics (e.g., power, as discussed in more detail herein) to the conductive backsheet PV module by incorporating circuits and circuit paths directly into the conductive backsheet 1601 . electronics) can be easily incorporated. Various forms of conductive backsheet 1601 are contemplated, some of which are described in more detail herein. All conductive backsheets described herein can be substantially similar and can be produced in substantially similar manner (other than the pattern) unless explicitly stated otherwise herein.

図16を参照すると、図16のサブストリング1602A~1602Dは、それぞれ図15のサブストリング1502A~1502Dに対応するものとして理解され得る。更に、図16の導電性トレースは、図15の導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図16の導電性トレース1636、1614A、1614B、1616A、及び1616Bは、それぞれ図15の導体1536、1514A、1514B、1516A、及び1516Bに対応するものとして理解され得る。そのため、図15のトポロジの利点は、様々な生産方法(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシート)で達成され得ることが理解されるであろう。中点導体1536は、導電性トレース1636に対応し得ることが理解され得る。中点導体1536及び中点トレース1636は、増加した並列化(例えば、TCT接続)を、図15のルーフタイルPVセルアレイ1510に追加し得る。中点導体1536及び導電性トレース1636は、不整合の場合(例えば、ルーフタイルPVセルアレイ1510の一部が遮光されている場合)に主として導通し得る。そのため、中点導体1536及び導電性トレース1636は、ルーフタイルPVセルアレイ1510の他の導体及び/又は導電性バックシート1601の導電性トレースと比較して、実質的に減少したものであり得る。例えば、導電性トレース1636は、導電性トレース1614A、1614B、1616A、及び1616Bのいくつか又は全部よりも狭く及び/又は薄くあり得る。同じことが、本開示の全ての中点導体及び対応する導電性トレースに当てはまり得る。 16, substrings 1602A-1602D of FIG. 16 can be understood to correspond to substrings 1502A-1502D of FIG. 15, respectively. Further, the conductive traces of FIG. 16 can be understood as corresponding to the conductors of FIG. As such, conductive traces 1636, 1614A, 1614B, 1616A, and 1616B of FIG. 16 may be understood as corresponding to conductors 1536, 1514A, 1514B, 1516A, and 1516B of FIG. 15, respectively. As such, it will be appreciated that the benefits of the topology of FIG. 15 can be achieved with various production methods (eg, ribbon wire, conductive backsheet). It can be appreciated that midpoint conductor 1536 may correspond to conductive trace 1636 . Midpoint conductors 1536 and midpoint traces 1636 may add increased parallelism (eg, TCT connections) to roof tile PV cell array 1510 of FIG. Midpoint conductor 1536 and conductive trace 1636 may be primarily conductive in case of misalignment (eg, when a portion of roof tile PV cell array 1510 is shaded). As such, midpoint conductors 1536 and conductive traces 1636 may be substantially reduced compared to other conductors of roof tile PV cell array 1510 and/or conductive traces of conductive backsheet 1601 . For example, conductive trace 1636 can be narrower and/or thinner than some or all of conductive traces 1614A, 1614B, 1616A, and 1616B. The same may apply to all midpoint conductors and corresponding conductive traces of this disclosure.

図17は、本開示の1つ以上の態様による、例示的なルーフタイルPVセルアレイ1710及び例示的なルーフタイルPVモジュール1700を図示する。考慮事項によれば、ルーフタイルPVモジュールのジャンクションボックスは、ルーフタイルPVモジュール(例えば、図15及び図16のPVセルアレイ及びPVモジュール)の側部の近くに配設されることが有利であり得る。代替的に、考慮事項(例えば、装着考慮事項、遮光考慮事項)に応じて、ジャンクションボックスがモジュールの中央に近接して配設されることが有利であり得る。こうして、本開示の態様は、PVセルアレイの中央に近接して(例えば、2つのサブストリング列の間に)配設された1つ以上のジャンクションボックスを有する、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ及びルーフタイルPVモジュールに関する。そのため、態様は更に、そのようなルーフタイルPVセルアレイ及びPVモジュールの生産の複雑さの低減に関する。 FIG. 17 illustrates an exemplary roof tile PV cell array 1710 and an exemplary roof tile PV module 1700 according to one or more aspects of the disclosure. According to considerations, it may be advantageous for the junction box of a roof tile PV module to be disposed near the sides of the roof tile PV module (eg, the PV cell arrays and PV modules of FIGS. 15 and 16). . Alternatively, depending on considerations (e.g. mounting considerations, shading considerations), it may be advantageous for the junction box to be located closer to the center of the module. Aspects of the present disclosure thus provide a TCT spatially distributed roof tile PV cell array and a It relates to roof tile PV modules. As such, aspects further relate to reducing the complexity of manufacturing such roof tile PV cell arrays and PV modules.

図17を参照すると、サブストリング1702A~1702D(概してサブストリング1702)の各々は、いくつかの電気的に直列に接続されたPVセル1708を含み得る。(図示を明確にするために、サブストリング1702当たり1つのPVセル1708のみを参照番号で図示しているが、各PVセル1708(図17Aのサブストリング1702当たり8つのPVセル1708図示している)は、互いに実質的に同じであると見なされるべきである。図17のPVモジュール1700及びPVセルアレイ1710は、図14A及び図14BのTCT空間的分散PVセルアレイの追加の実施例として理解され得る。各PVセルは、正端子及び負端子を有し得る(例えば、PVセルの電力生産時に、PVセルの開回路電圧が測定され得る)。同様に、直列に接続されたPVセル1708の各サブストリング1702(1702A~1702D)は、サブストリング正端子及びサブストリング負端子を含み得る(例えば、サブストリング正端子及びサブストリング負端子にわたって、サブストリングの電力生産時にサブストリング開回路電圧が測定され得る)。サブストリング1702A~1702Dは、縦方向の正中線1730に近接したジャンクションボックスを有するTCT及び空間的分散トポロジが、生産の複雑さを低減しながら達成され得るように、互いに対して配列され得る。例えば、サブストリング1702の各々の正端子及び負端子は、ジャンクションボックス1742の外側のルーフタイルPVモジュール1700上の導体交差が低減され得るように、様々に配列され得る。ルーフタイルPVモジュール1700は、ジャンクションボックス1742を含み得る。ジャンクションボックス1742は、同様に、所望の電気的相互接続及び空間的分散を達成するように戦略的に配置され得る。ジャンクションボックス1742の内側の導体交差は、ジャンクションボックス1742の外側のルーフタイルPVモジュール1700上の導体交差よりも安価であり、複雑さを軽減し得る。 Referring to FIG. 17, each of substrings 1702A-1702D (generally substring 1702) may include a number of PV cells 1708 electrically connected in series. (For clarity of illustration, only one PV cell 1708 per substring 1702 is shown by reference number, but each PV cell 1708 (8 PV cells 1708 per substring 1702 in FIG. 17A is shown). ) should be considered substantially the same as each other.The PV module 1700 and PV cell array 1710 of Figure 17 may be understood as additional examples of the TCT spatially distributed PV cell array of Figures 14A and 14B. Each PV cell can have a positive terminal and a negative terminal (eg, the open circuit voltage of the PV cell can be measured when the PV cell is producing power.) Similarly, each PV cell 1708 connected in series can have a positive terminal and a negative terminal. Substrings 1702 (1702A-1702D) may include a substring positive terminal and a substring negative terminal (eg, across the substring positive terminal and substring negative terminal over which the substring open circuit voltage is measured during power production of the substring). Substrings 1702A-1702D are arranged relative to each other such that TCT and spatially distributed topologies with junction boxes close to the longitudinal midline 1730 can be achieved while reducing production complexity. For example, the positive and negative terminals of each of substrings 1702 may be arranged differently such that conductor crossings on roof tile PV modules 1700 outside junction box 1742 may be reduced. may include junction box 1742. Junction box 1742 may likewise be strategically placed to achieve the desired electrical interconnection and spatial distribution. It may be cheaper and less complex than conductor crossings on roof tile PV modules 1700 outside box 1742 .

ルーフタイルPVセルアレイ1710(及びルーフタイルPVモジュール1700)は、2つの対向する長辺1750(第1の長寸基準辺1750A及び第2の長寸基準辺1750B)によって画定される長寸部と、2つの対向する短辺1748(第1の短寸基準辺1748A及び第2の短寸基準辺1748B)によって画定される短寸部とを有する矩形形状であり得る。図17AのPVセルアレイは、サブストリング1702A~1702Dの各々が長寸部に沿って水平に延在するため、水平アレイと見なされ得る(本記載は単に図示のみを目的としており、PVセルアレイは、様々に(例えば、長寸部が垂直に延在するように)装着され得る)。サブストリング1702は、2つのサブストリングからなる2つの行(長寸部に沿って延びる行)に配設され得る。及び2つのサブストリングからなる2つの列(短寸部に沿って延在する列)に配設され得る。ジャンクションボックス1742は、ルーフタイルPVセルアレイの縦方向の正中線1730に近接して配設され得る(縦方向の正中線1730は、サブストリングの2つの列の間の正中線と見なされ得る)。サブストリング1702Aは、ルーフタイルPVセルアレイ1710の第1の行、第1の列に配設され得る。第1の行は、サブストリング1702Aの正端子で開始し得る。サブストリング1702Aは、その正端子から長寸部に沿って第1の行内に延在し、縦方向の正中線1730に近接するサブストリング1702Aの負端子で終端し得る。サブストリング1702Dは、ルーフタイルPVセルアレイ1710の第1の行、第2の列に配設され得る。サブストリング1702Dの正端子は、ルーフタイルPVセルアレイの縦方向の正中線1730に近接して配設され得る。サブストリング1702Dは、第1の列の縦方向の正中線1730に近接するその正端子から、PVセルアレイの長寸部に沿って延在し、第1の行の端部の第2の短寸基準辺1748Bに近接するサブストリング1702Dの負端子で終端し得る。 Roof tile PV cell array 1710 (and roof tile PV module 1700) has a long dimension defined by two opposing long sides 1750 (first long reference side 1750A and second long reference side 1750B); A short portion defined by two opposing short sides 1748 (a first short reference side 1748A and a second short reference side 1748B). The PV cell array of FIG. 17A may be considered a horizontal array because each of the substrings 1702A-1702D extends horizontally along the long dimension (this description is for illustration purposes only; the PV cell array may It can be mounted variously (eg, with the long dimension extending vertically). Substrings 1702 may be arranged in two rows of two substrings (rows extending along the long dimension). and two rows of two substrings (rows extending along the short length). The junction box 1742 may be disposed proximate to the vertical midline 1730 of the roof tile PV cell array (the vertical midline 1730 may be considered the midline between two columns of substrings). Substring 1702 A may be disposed in the first row, first column of roof tile PV cell array 1710 . A first row may begin at the positive terminal of substring 1702A. Substring 1702A may extend from its positive terminal into the first row along the long dimension and terminate at the negative terminal of substring 1702A proximate longitudinal midline 1730 . Substring 1702D may be arranged in the first row, second column of roof tile PV cell array 1710 . The positive terminal of substring 1702D may be disposed proximate to the vertical midline 1730 of the roof tile PV cell array. Substring 1702D extends from its positive terminal near the longitudinal midline 1730 of the first column along the long dimension of the PV cell array to a second short dimension at the end of the first row. It may terminate at the negative terminal of substring 1702D proximate reference side 1748B.

サブストリング1702Cは、ルーフタイルPVセルアレイ1710の第2の行、第1の列に配設され得る。サブストリング1702Cの負端子は、第2の行の開始において第1の基準短絡1748Aに近接して配設され得る。サブストリング1702Cは、ルーフタイルPVセルアレイ1710の長寸部に沿って第2の行に延在し得、サブストリング1702Cの正端子において、第2の行の縦方向の正中線1730に近接して終端し得る。サブストリング1702Bは、第2の行、第2の列に配設され得る。サブストリング1702Bの負端子は、第2の行の縦方向の正中線に近接して配設され得る。サブストリング1702Bは、その負端子から、ルーフタイルPVセルアレイ1710の長寸部に沿って、サブストリング1702Bの正端子まで延在し得る。サブストリング1702Bの正端子は、PVセルアレイの第2の行の端部において第2の短寸基準辺1748Bに近接して配設され得る。サブストリング端子は、以下: Substring 1702C may be disposed in the second row, first column of roof tile PV cell array 1710 . The negative terminal of substring 1702C may be disposed proximate to first reference short 1748A at the start of the second row. Substring 1702C may extend into a second row along the long dimension of roof tile PV cell array 1710, proximate vertical midline 1730 of the second row at the positive terminal of substring 1702C. can be terminated. Substring 1702B may be arranged in a second row, second column. The negative terminal of substring 1702B may be disposed proximate to the longitudinal midline of the second row. Substring 1702B may extend from its negative terminal along the long dimension of roof tile PV cell array 1710 to the positive terminal of substring 1702B. The positive terminal of substring 1702B may be disposed proximate to second short reference edge 1748B at the end of the second row of the PV cell array. The substring terminals are:

Figure 2023090679000045

のようにルーフタイルPVセルアレイ1710内に配列されていると見なされ得る。
Figure 2023090679000045

are arranged in the roof tile PV cell array 1710 as follows.

上記のようなサブストリング端子の配設により、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1710の電気的接続の複雑さが低減され得る。例えば、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ電気的接続は、(ジャンクションボックス1742の外側の)ルーフタイルPVモジュール1700上の導体交差を伴わずに達成され得る。図17は、ルーフタイルPVモジュール1700上で達成され得る導体(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性トレース)の例示的な経路を図示する。図17の導体は、経路(いくらかがパターン化されている)として図示されている。図17を参照すると、サブストリング1702Dの負端子は、サブストリング1702Bの正端子に近接して配設され得る。これらの端子は、ルーフタイルPVセルアレイの第2の短寸基準辺1748Bに近接して配設され得る。加えて、サブストリング1702Aの正端子は、サブストリング1702Cの負端子に近接して配設され得る。これらの端子は、第1の短寸基準辺1748Aに近接して配設され得る。中点導体1736(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性トレース)は、サブストリング1702Dの負端子及びサブストリング1702Bの正端子に電気的に接続され得る。中点導体1736は、単に、ルーフタイルPVセルアレイの第2の短寸基準辺1748Bに近接して延び得る。加えて、中点導体1736は、サブストリング1702Aの正端子及びサブストリング1702Cの負端子(互いに近接して配設される)に電気的に接続され得る。次いで、中点導体1736は、PVセルアレイからなる2つの行の間(サブストリング1702Dと1702Bとの間)に(例えば、横断方向の正中線1732に近接して、かつそれに沿って)経路指定され、接続され得る。この接続は、ジャンクションボックス1742内で実現されてもされなくてもよい。 Arranging the substring terminals as described above may reduce the complexity of the electrical connections of the TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1710 . For example, TCT spatially distributed roof tile PV cell array electrical connections can be achieved without conductor crossings on the roof tile PV module 1700 (outside the junction box 1742). FIG. 17 illustrates exemplary routing of conductors (eg, ribbon wires, conductive traces of a conductive backsheet) that can be achieved on roof tile PV modules 1700 . The conductors in FIG. 17 are shown as paths (some are patterned). Referring to FIG. 17, the negative terminal of substring 1702D may be disposed proximate to the positive terminal of substring 1702B. These terminals may be disposed proximate to the second short reference side 1748B of the roof tile PV cell array. Additionally, the positive terminal of substring 1702A may be disposed proximate to the negative terminal of substring 1702C. These terminals may be disposed proximate to the first short reference side 1748A. A midpoint conductor 1736 (eg, a ribbon wire, a conductive trace of a conductive backsheet) can be electrically connected to the negative terminal of substring 1702D and the positive terminal of substring 1702B. The midpoint conductor 1736 may simply extend proximate to the second short reference side 1748B of the roof tile PV cell array. In addition, midpoint conductor 1736 may be electrically connected to the positive terminal of substring 1702A and the negative terminal of substring 1702C (located in close proximity to each other). A midpoint conductor 1736 is then routed between two rows of PV cell arrays (between substrings 1702D and 1702B) (e.g., proximate to and along the transverse midline 1732). , can be connected. This connection may or may not be implemented within junction box 1742 .

サブストリング1702Aの負端子、サブストリング1702Dの正端子、サブストリング1702Cの正端子、及びサブストリング1702Bの負端子は全て、縦方向の正中線1730に近接して(例えば、縦方向の正中線1730のいずれかの側にいくつか)配設され得る。ジャンクションボックス1742は、縦方向の正中線1730に近接して配設され得る。そのため、負導体1714Aは、サブストリング1702Aの負端子に接続され得、縦方向の正中線1730に近接して、ジャンクションボックス1742内に経路指定され得る。正導体1716Aは、サブストリング1702Dの正端子に接続され得、縦方向の正中線1730に近接して、ジャンクションボックス1742内に経路指定され得る。正導体1716Bは、サブストリング1702Cの正端子に接続され得、縦方向の正中線1730に近接して、ジャンクションボックス1742内に経路指定され得る。負導体1714Bは、サブストリング1702Bの負端子に接続され得、縦方向の正中線1730に近接して、ジャンクションボックス1742内に経路指定され得る。残りの電気的接続(例えば、負導体1714Aから負導体1714B、正導体1716Aから正導体1716B)は、所望のTCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ1710を達成するために、ジャンクションボックス1742内で達成され得る。 The negative terminal of substring 1702A, the positive terminal of substring 1702D, the positive terminal of substring 1702C, and the negative terminal of substring 1702B are all in close proximity to longitudinal midline 1730 (e.g., longitudinal midline 1730 some) on either side of the . Junction box 1742 may be disposed proximate longitudinal midline 1730 . As such, negative conductor 1714 A may be connected to the negative terminal of substring 1702 A and routed into junction box 1742 proximate longitudinal midline 1730 . A positive conductor 1716 A may be connected to the positive terminal of substring 1702 D and routed into junction box 1742 proximate longitudinal midline 1730 . A positive conductor 1716B may be connected to the positive terminal of substring 1702C and routed into junction box 1742 proximate longitudinal midline 1730 . Negative conductor 1714B may be connected to the negative terminal of substring 1702B and routed into junction box 1742 proximate longitudinal midline 1730 . The remaining electrical connections (eg, negative conductor 1714A to negative conductor 1714B, positive conductor 1716A to positive conductor 1716B) are accomplished within junction box 1742 to achieve the desired TCT spatially distributed roof tile PV cell array 1710. obtain.

1つ以上のアクティブ及び/又はパッシブの電気及び/又は電力構成要素が、ジャンクションボックス1742において及び/又はその中に、ルーフタイルPVセルアレイ1710とともに含まれ得る。例えば、1つ以上のダイオード(例えば、バイパスダイオード及び/又はブロッキングダイオード)がジャンクションボックス1742に含まれ得る。不整合状態の場合に1つ以上のサブストリングのバイパスを可能にするためにバイパスダイオードが含まれ得、1つ以上のサブストリング1702及び/又はPVセルアレイ1710への電流の逆流を阻止するためにブロッキングダイオードが含まれ得る。追加的又は代替的に、アクティブパワーエレクトロニクス、例えば、パワーオプティマイザ、マイクロインバータ、MPPT、DC-DC変換器などが、ルーフタイルPVセルアレイ1710によって生み出された電力に様々に作用するように、ジャンクションボックス1742に含まれ得る。ジャンクションボックス1742における電気的接続、並びにパッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクスの任意選択の追加に続いて、ルーフタイルPVセルアレイ1710は、正ルーフタイルPVセルアレイ端子及び負ルーフタイルPVセルアレイ端子で電気的に終端し得る。正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子は、ルーフタイルPVセルアレイによって生み出された電力を利用し得る。正ルーフタイルPVモジュールリード線及び負ルーフタイルPVモジュールリード線は、ジャンクションボックス1742に組み込まれ得、ジャンクションボックス1742から延在し得る。正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線は、正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子にそれぞれ電気的に接続され得る。これにより、ルーフタイルPVセルアレイ1710によって生み出される電力は、正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線において利用され得る。PVモジュールリード線は、後続の構成要素(例えば、PVモジュール、アクティブエレクトロニクス、パッシブエレクトロニクス、グリッド、バッテリなど)が、ルーフタイルPVセルアレイ1710及びルーフタイルPVモジュール1700によって生み出される電力に接続され、それを利用し、及び/又はそれに作用し得るように、コネクタ(例えば、MC4コネクタ)を含み得る。 One or more active and/or passive electrical and/or power components may be included with roof tile PV cell array 1710 at and/or within junction box 1742 . For example, one or more diodes (eg, bypass diodes and/or blocking diodes) may be included in junction box 1742 . Bypass diodes may be included to allow bypassing of one or more substrings in the event of a mismatch condition and to prevent current flow back into one or more substrings 1702 and/or PV cell array 1710. Blocking diodes may be included. Additionally or alternatively, junction box 1742 for active power electronics, such as power optimizers, microinverters, MPPTs, DC-DC converters, etc., to variously affect the power produced by roof tile PV cell array 1710 . can be included in Following electrical connections at junction box 1742 and optional addition of passive and/or active electronics, roof tile PV cell array 1710 is electrically terminated at a positive roof tile PV cell array terminal and a negative roof tile PV cell array terminal. can. Positive and negative roof tile PV cell array terminals may utilize power produced by the roof tile PV cell array. A positive roof tile PV module lead and a negative roof tile PV module lead may be incorporated into and extend from junction box 1742 . Positive and negative roof tile PV module leads may be electrically connected to positive and negative roof tile PV cell array terminals, respectively. This allows power generated by the roof tile PV cell array 1710 to be utilized at the positive and negative roof tile PV module leads. PV module leads connect subsequent components (e.g., PV modules, active electronics, passive electronics, grids, batteries, etc.) to the power produced by the roof tile PV cell array 1710 and roof tile PV modules 1700 to A connector (eg, an MC4 connector) may be included to utilize and/or act upon.

上記の記載は、図17のサブストリング1702A~1702Dを、図17に図示するようなPVセルアレイの向きに基づく相対位置とともに図示する。しかしながら、図17のルーフタイルPVセルアレイ1710及びルーフタイルPVモジュール1700の向きは変化し得ることを理解されたい。例えば、装着されるとき、図17のルーフタイルPVセルモジュール1700は、例えば、90°、180°、270°など回転され得る。図17のPVセルモジュール1700が例示的な180°回転される実施例を仮定すると、サブストリング1702Bは、第1の行、第1の列の位置に配設されると見なされ得る。しかしながら、サブストリング端子の各々の相対位置は、同じ電気的相互接続方式を可能にするように変化しなくてもよい。加えて、本開示の態様は、各サブストリング1702A~1702Dの配設が180°回転される場合にも同様に実施され得ることを認識されたい。そのため、ルーフタイルPVセルアレイの端子は、以下: The above description illustrates the substrings 1702A-1702D of FIG. 17 along with their relative positions based on the orientation of the PV cell array as illustrated in FIG. However, it should be understood that the orientation of roof tile PV cell array 1710 and roof tile PV module 1700 in FIG. 17 may vary. For example, when installed, the roof tile PV cell modules 1700 of FIG. 17 can be rotated, eg, 90°, 180°, 270°, and so on. Assuming an example where PV cell module 1700 of FIG. 17 is rotated 180°, substring 1702B can be considered to be disposed at the first row, first column position. However, the relative position of each of the substring terminals need not change to allow for the same electrical interconnection scheme. Additionally, it should be appreciated that aspects of the present disclosure may be similarly implemented if the arrangement of each substring 1702A-1702D is rotated 180°. Therefore, the terminals of the roof tile PV cell array are:

Figure 2023090679000046

のように配設され得る。
Figure 2023090679000046

can be arranged as

ジャンクションボックス1742は、ルーフタイルPVセルアレイの横断方向の正中線1732に近接して(すなわち、2つのサブストリング行の間に)、かつ縦方向の正中線1730に近接して(すなわち、2つのサブストリング行の間に)配設されるように図示されている。ジャンクションボックス1742は、ルーフタイルPVモジュール1700の前側(例えば、その非導電性表面上)又はルーフタイルPVモジュール1700の背面に接続され得る。態様によれば、ジャンクションボックス1742は、様々に移動され得ることを認識されたい。例えば、ジャンクションボックス1742は、縦方向の正中線1730に近接する任意の場所に配設され得る。加えて、ルーフタイルPVモジュール1700及びルーフタイルPVセルアレイ1710は、正接続及び負接続の両方が完成され得る1つのジャンクションボックス1742を含むものとして図17に図示されている。しかしながら、態様によれば、ルーフタイルPVモジュール1700及びルーフタイルPVセルアレイ1710は、正接続及び負接続がそれぞれ実現され得る2つのジャンクションボックス(例えば、正ジャンクションボックス及び負ジャンクションボックス)を含み得る。 Junction box 1742 is positioned proximate the roof tile PV cell array transverse midline 1732 (i.e., between two substring rows) and proximate vertical midline 1730 (i.e., two substring rows). are shown disposed between string rows). Junction box 1742 may be connected to the front side of roof tile PV module 1700 (eg, on its non-conductive surface) or the back side of roof tile PV module 1700 . It should be appreciated that the junction box 1742 can be moved differently according to aspects. For example, junction box 1742 may be located anywhere near longitudinal midline 1730 . Additionally, roof tile PV module 1700 and roof tile PV cell array 1710 are illustrated in FIG. 17 as including one junction box 1742 in which both positive and negative connections can be completed. However, according to aspects, roof tile PV module 1700 and roof tile PV cell array 1710 may include two junction boxes (eg, a positive junction box and a negative junction box) in which positive and negative connections, respectively, may be implemented.

本明細書に記載するように、本開示の態様は、フルPVセル、任意のサイズのPVセル若しくは任意のサイズを用いて、又は任意の As described herein, aspects of the present disclosure can be used with full PV cells, any size PV cells or any size, or any

Figure 2023090679000047

カットPVセルを用いて実施され得、ここで、Nは整数である。フルPVセルを
Figure 2023090679000047

It can be implemented using cut PV cells, where N is an integer. full PV cell

Figure 2023090679000048

サイズに切断して、
Figure 2023090679000048

cut to size,

Figure 2023090679000049

カットPVセルをもたらし得る。記載のように、
Figure 2023090679000049

It can result in cut PV cells. As stated,

Figure 2023090679000050

カットPVセルは、
Figure 2023090679000050

The cut PV cell is

Figure 2023090679000051

カットPVセルが切断されたPVセルの電位特性と実質的に同様の電位特性を生み出し得る。一方、
Figure 2023090679000051

A cut PV cell may produce potential characteristics substantially similar to those of a cut PV cell. on the other hand,

Figure 2023090679000052

カットPVセルは、同じ状態(例えば、同じ照射照度状態、環境状態、試験状態など)下で、
Figure 2023090679000052

Under the same conditions (e.g., same illumination conditions, environmental conditions, test conditions, etc.), the cut PV cells

Figure 2023090679000053

カットPVセルが切断されたフルPVセルとしての実質的に
Figure 2023090679000053

A cut PV cell is effectively a cut full PV cell

Figure 2023090679000054

倍の電流生産を生み出し得る。
Figure 2023090679000054

It can produce twice the current production.

図17のルーフタイルPVセルアレイ1710は、サブストリング1702当たり8つのPVセル1708を含むものとして図示されており、サブストリング1702のPVセル1708は、 The roof tile PV cell array 1710 of FIG. 17 is illustrated as including eight PV cells 1708 per substring 1702, where the PV cells 1708 of the substring 1702 are:

Figure 2023090679000055

カットPVセルとして図示されている。本開示の態様によれば、サブストリング1702(すなわち、1702A~1702D)は、サブストリング当たり任意の数のPVセル1708を含み得る。加えて、サブストリング1702のPVセル1708は、任意の
Figure 2023090679000055

It is shown as a cut PV cell. According to aspects of this disclosure, substrings 1702 (ie, 1702A-1702D) may include any number of PV cells 1708 per substring. In addition, PV cells 1708 of substring 1702 can be any

Figure 2023090679000056

カットPVセル(フルPVセルを含む)であり得ることが企図される。
Figure 2023090679000056

It is contemplated that it may be a cut PV cell (including full PV cells).

図18は、図17の例示的なルーフタイルPVセルアレイを実現するための例示的な導電性バックシート1601を図示する。そのため、図18のサブストリング1802A~1802Dは、それぞれ、図17のサブストリング1702A~1702Dに対応するものとして理解され得る。加えて、図18の導電性トレースは、図17の導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図18の導電性トレース1836、1814A、1814B、1816A、及び1816Bは、それぞれ、図17の導体1736、1714A、1714B、1716A、及び1716Bに対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート1801上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図17のルーフタイルPVセルアレイ1700が実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図17のトポロジは、様々に(例えば、リボンワイヤを用いて、及び/又は導電性バックシートを用いて)達成され得ることが理解され得る。中点導体1736及び中点トレース1836は、増加した並列化(例えば、TCT接続)を、図17のルーフタイルPVセルアレイ1710に追加し得る。中点導体1736及び導電性トレース1836は、不整合の場合(例えば、ルーフタイルPVセルアレイ1710の一部が遮光されている場合)に主として導通し得る。そのため、中点導体1736及び導電性トレース1836は、ルーフタイルPVセルアレイ1710の他の導体及び/又は導電性バックシート1801の導電性トレースと比較して、実質的に減少したものであり得る。例えば、導電性トレース1836は、導電性トレース1814A、1814B、1816A、及び1816Bのいくつか又は全部よりも狭く及び/又は薄くあり得る。同じことが、本開示の全ての中点導体及び対応する導電性トレースに当てはまり得る。 FIG. 18 illustrates an exemplary conductive backsheet 1601 for implementing the exemplary roof tile PV cell array of FIG. As such, substrings 1802A-1802D of FIG. 18 may be understood as corresponding to substrings 1702A-1702D of FIG. 17, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 18 may be understood as corresponding to the conductors of FIG. As such, conductive traces 1836, 1814A, 1814B, 1816A, and 1816B of FIG. 18 may be understood as corresponding to conductors 1736, 1714A, 1714B, 1716A, and 1716B of FIG. 17, respectively. As such, it will be appreciated that the mounting of rear contact PV cells on a conductive backsheet 1801 can provide the roof tile PV cell array 1700 of FIG. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 17 can be achieved in various ways (eg, using ribbon wires and/or using a conductive backsheet). Midpoint conductors 1736 and midpoint traces 1836 may add increased parallelism (eg, TCT connections) to roof tile PV cell array 1710 of FIG. Midpoint conductor 1736 and conductive trace 1836 may be primarily conductive in case of misalignment (eg, when a portion of roof tile PV cell array 1710 is shaded). As such, midpoint conductors 1736 and conductive traces 1836 may be substantially reduced compared to other conductors of roof tile PV cell array 1710 and/or conductive traces of conductive backsheet 1801 . For example, conductive trace 1836 may be narrower and/or thinner than some or all of conductive traces 1814A, 1814B, 1816A, and 1816B. The same may apply to all midpoint conductors and corresponding conductive traces of this disclosure.

図19Aは、本開示の1つ以上の態様による、図14A及び図14Bの2×2TCT及び空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910A及びPVモジュールの例示的なルーフタイルPVセルアレイトポロジを図示する。図14Bの空間的分散を有する図14Aの電気回路図は、様々に達成され得る。図19Aを参照すると、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aは、4つのサブストリング、すなわち、サブストリング1902A、サブストリング1902B、サブストリング1902C、及びサブストリング1902D(概して、サブストリング1902)を含み得る。サブストリング1902は、サブストリングの2×2アレイ(2つの行(図19A中の「行」)×2つの列(図19A中の「列」)に配列され得る。サブストリング1902A~1902Dの各々は、PVセルの2×3アレイ(2行(図19Aの「CR」)×3列(図19Aの「cell col」))を含み得る。各サブストリング1902A~1902Dの各列のPVセル1908は、互いに電気的に直列に接続され得、各サブストリング1902A~1902Dの列は、互いに電気的に並列に接続され得る。サブストリング1902A~1902Dは、例示のみを目的として、2行及び3列を含むものとして図19Aに図示されている。そのため、サブストリング1902A~1902Dは、サブストリング1902当たり任意の数のPVセル1908からなる行及び任意の数のPVセルからなる列を含み得る。図示を明確にするために、サブストリング1902当たり1つのPVセル1908のみが参照番号で図示されているが、各PVセル1908(図19Aのサブストリング1902当たり6つのPVセル1908が図示されている)は、互いに実質的に同じであると見なされるべきである。 FIG. 19A illustrates an exemplary roof tile PV cell array topology of the 2×2 TCT and spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910A and PV modules of FIGS. 14A and 14B, according to one or more aspects of the present disclosure. The electrical schematic of FIG. 14A with the spatial distribution of FIG. 14B can be achieved in various ways. Referring to FIG. 19A, roof tile vertical PV cell array 1910A may include four substrings: substring 1902A, substring 1902B, substring 1902C, and substring 1902D (generally substring 1902). Substrings 1902 may be arranged in a 2×2 array of substrings (2 rows (“rows” in FIG. 19A)×2 columns (“columns” in FIG. 19A). Each of substrings 1902A-1902D may include a 2×3 array of PV cells (2 rows (“CR” in FIG. 19A)×3 columns (“cell col” in FIG. 19A)).PV cells 1908 in each column of each substring 1902A-1902D. may be electrically connected in series with each other and the columns of each substring 1902A-1902D may be electrically connected in parallel with each other.Substrings 1902A-1902D are for illustrative purposes only two rows and three columns. 19A as including a substring 1902. As such, substrings 1902A-1902D may include any number of rows of PV cells 1908 and any number of columns of PV cells per substring 1902. For clarity, only one PV cell 1908 per substring 1902 is shown by reference number, but each PV cell 1908 (six PV cells 1908 are shown per substring 1902 in FIG. 19A). should be considered substantially the same as each other.

サブストリング1902A~1902Dは、縦方向の正中線1930に近接したジャンクションボックスを有するTCT及び空間的分散トポロジが、生産の複雑さを低減しながら達成され得るように、互いに対して配列され得る。例えば、正及び負のサブストリング端子は、ジャンクションボックス1942の外側のルーフタイルPVモジュール1900上の導体交差が低減され得るように、様々に配列され得る。ルーフタイルPVモジュール1900は、ジャンクションボックス1942を含み得る。ジャンクションボックス1942は、同様に、所望の電気的相互接続及び空間的分散を達成するように戦略的に配置され得る。ジャンクションボックス1942の内側の導体交差は、ジャンクションボックス1942の外側のルーフタイルPVモジュール1900上の導体交差よりも安価であり、複雑さを軽減し得る。 Substrings 1902A-1902D can be arranged relative to each other such that TCT and spatially distributed topologies with junction boxes close to the longitudinal midline 1930 can be achieved while reducing production complexity. For example, the positive and negative substring terminals can be arranged differently such that conductor crossing on the roof tile PV module 1900 outside the junction box 1942 can be reduced. Roof tile PV module 1900 may include junction box 1942 . Junction boxes 1942 may likewise be strategically placed to achieve the desired electrical interconnections and spatial distribution. Conductor crossings inside the junction box 1942 may be cheaper and less complex than conductor crossings on the roof tile PV module 1900 outside the junction box 1942 .

図19Aを参照すると、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910A(及びルーフタイルPVモジュール1900)は、2つの対向する長辺1950(第1の長寸基準辺1950A及び第2の長寸基準辺1950B)によって画定される長寸部と、2つの対向する短辺1948(第1の短寸基準辺1948A及び第2の短寸基準辺1948B)によって画定される短寸部とを有する矩形形状であり得る。図15A、図15B、及び図17のPVセルアレイは、水平ルーフタイルPVセルアレイと見なされ得るのに対して、図19AのルーフタイルPVセルアレイは、各サブストリング1902(1902A~1902D)の直列に接続されたPVセル1908が垂直に延在し得る(すなわち、縦方向の正中線1930に平行に延在し得る)ので、垂直PVセルアレイと見なされ得る。サブストリング1902A~1902Dは、2つのサブストリングからなる2つの行(各行は長寸部に沿って延在する)、及び2つのサブストリングからなる2つの列(各列は短寸部に沿って延在する)に配設され得る。ジャンクションボックス1942は、縦方向の正中線に近接して(例えば、2つの列の間に)配設され得る。 19A, roof tile vertical PV cell array 1910A (and roof tile PV module 1900) is defined by two opposing long sides 1950 (first long reference side 1950A and second long reference side 1950B). and a short portion defined by two opposing short sides 1948 (a first short reference side 1948A and a second short reference side 1948B). The PV cell arrays of FIGS. 15A, 15B, and 17 can be considered horizontal roof tile PV cell arrays, whereas the roof tile PV cell array of FIG. 19A connects each substring 1902 (1902A-1902D) in series. Because the stacked PV cells 1908 may extend vertically (ie, extend parallel to the longitudinal midline 1930), they may be considered a vertical PV cell array. Substrings 1902A-1902D are arranged in two rows of two substrings (each row extending along the long dimension) and two columns of two substrings (each column extending along the short dimension). extending). A junction box 1942 may be disposed proximate the longitudinal midline (eg, between two columns).

サブストリング1902Aは、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの行1、列1に配設され得る。サブストリング1902Aは、電気的に直列に接続されたPVセル1908の列を含み得る。サブストリング1902Aの各列の正端子(すなわち、サブストリング1902Aの正端子)は、PVセルアレイ1910の第1の長寸基準辺1950Aに近接して配設され得る。サブストリング1902Aの各列は、第1の長寸基準辺1950Aから第2の長寸基準辺1950B(及び横断方向の正中線1932)に向かって延在し得るので、サブストリング1902Aの各列の負端子(すなわち、サブストリング1902Aの負端子)は、PVセルアレイの横断方向の正中線1932に近接して配設され得る。サブストリング1902Dは、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの行1、列2に配設され得る。サブストリング1902Dは、電気的に直列に接続されたPVセル1908の列を含み得る。サブストリング1902Dの各列の負端子(すなわち、サブストリング1902Dの負端子)は、PVセルアレイ1910の第1の長寸基準辺1950Aに近接して配設され得る。サブストリング1902Dの各列は、第1の長寸基準辺1950Aから第2の長寸基準辺1950B(及び横断方向の正中線1932)に向かって延在するので、サブストリング1902Dの各列の正端子(すなわち、サブストリング1902Dの正端子)は、PVセルアレイ1910の横断方向の正中線1930に近接して配設され得る。 Substring 1902A may be disposed in row 1, column 1 of roof tile vertical PV cell array 1910A. A substring 1902A may include a column of PV cells 1908 electrically connected in series. The positive terminal of each column of substrings 1902A (ie, the positive terminal of substring 1902A) may be disposed proximate to first long reference side 1950A of PV cell array 1910. FIG. Each row of substrings 1902A may extend from a first long reference side 1950A toward a second long reference side 1950B (and transverse midline 1932) such that each row of substrings 1902A The negative terminal (ie, the negative terminal of substring 1902A) may be disposed proximate to the transverse midline 1932 of the PV cell array. Substring 1902D may be disposed in row 1, column 2 of roof tile vertical PV cell array 1910A. Substring 1902D may include a column of PV cells 1908 electrically connected in series. A negative terminal of each column of substrings 1902D (ie, negative terminals of substrings 1902D) may be disposed proximate to first long reference side 1950A of PV cell array 1910. FIG. Each column of substrings 1902D extends from a first long reference side 1950A toward a second long reference side 1950B (and transverse midline 1932), so that each column of substrings 1902D has a correct The terminal (ie, the positive terminal of substring 1902D) may be disposed proximate to the transverse midline 1930 of PV cell array 1910. FIG.

サブストリング1902Cは、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの行2、列1に配設され得る。サブストリング1902Cは、電気的に直列に接続されたPVセル1908の列を含み得る。サブストリング1902Cの各列の正端子(すなわち、サブストリング1902Cの正端子)は、PVセルアレイ1910の横断方向の正中線1932に近接して配設され得る。サブストリング1902Cの各列は、横断方向の正中線1932から第2の長寸基準辺1950Bに向かって延在するので、サブストリング1902Cの各列の負端子(すなわち、サブストリング1902Cの負端子)は、PVセルアレイの第2の長寸基準辺1950Bに近接して配設され得る。サブストリング1902Bは、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの行2、列2に配設され得る。サブストリング1902Bは、電気的に直列に接続されたPVセル1908の列を含み得る。サブストリング1902Bの各列の負端子(すなわち、サブストリング1902Bの負端子)は、PVセルアレイ1910の横方向の正中線に近接して配設され得る。サブストリング1902Bの各列が横方向の正中線から第2の長寸基準辺1950Bに向かって延在するので、サブストリング1902Bの各列の正端子(すなわち、サブストリング1902Bの正端子)は、PVセルアレイ1910の第2の長寸基準辺1950Bに近接して配設され得る。垂直PVセルアレイ1910A内のサブストリング端子は、以下: Substring 1902C may be disposed in row 2, column 1 of roof tile vertical PV cell array 1910A. A substring 1902C may include a column of PV cells 1908 electrically connected in series. The positive terminal of each column of substrings 1902C (ie, the positive terminal of the substrings 1902C) may be disposed proximate to the transverse midline 1932 of the PV cell array 1910. FIG. Since each column of substrings 1902C extends from transverse midline 1932 toward second long reference side 1950B, the negative terminal of each column of substrings 1902C (i.e., the negative terminal of substring 1902C). may be disposed proximate to the second long reference side 1950B of the PV cell array. Substring 1902B may be disposed in row 2, column 2 of roof tile vertical PV cell array 1910A. Substring 1902B may include a column of PV cells 1908 electrically connected in series. The negative terminal of each column of substrings 1902B (ie, the negative terminal of substring 1902B) may be disposed proximate to the lateral midline of PV cell array 1910 . Since each column of substrings 1902B extends from the lateral midline toward the second long reference side 1950B, the positive terminal of each column of substrings 1902B (i.e., the positive terminal of substrings 1902B) is It may be disposed proximate to the second long reference side 1950B of PV cell array 1910 . The substring terminals within vertical PV cell array 1910A are:

Figure 2023090679000057

のようにルーフタイル垂直PVセルアレイ1910A内に配列されると見なされ得る。
Figure 2023090679000057

can be considered to be arranged in the roof tile vertical PV cell array 1910A as follows.

上記のようなサブストリング端子の配設により、TCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの電気的接続の複雑さが低減され得る。例えば、TCT空間的分散ルーフタイルPVセルアレイ電気的接続は、(ジャンクションボックス1942の外側の)ルーフタイルPVモジュール1900上の導体交差を伴わずに達成され得る。図19Aは、ルーフタイルPVモジュール1900上で達成され得る導体(例えば、リボンワイヤ、及び/又は導電性バックシートの導電性トレース)の例示的な経路を図示する。図19Aの導体は、経路(いくつかがパターン化されている)として図示されている。図19Aを参照すると、サブストリング1902Aの負端子は、サブストリング1902Cの正端子に近接して配設され得る。これらの端子は、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの横断方向の正中線1932に近接して配設され得る。加えて、サブストリング1902Dの正端子は、サブストリング1902Bの負端子に近接して配設され得る。これらの端子はまた、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aの横断方向の正中線1932に近接して配設され得る。中点導体1936(例えば、リボンワイヤ、及び/又は導電性バックシートの導電性トレース)は、サブストリング1902Aの負端子及びサブストリング1902Cの正端子に電気的に接続され得る。加えて、中点導体1936は、サブストリング1902Dの正端子及びサブストリング1902Bの負端子に電気的に接続され得る。サブストリング1902A~1902Cを接続する中点導体1936の一部分は、ジャンクションボックス1942の側部で、又はジャンクションボックス1942の外側で(例えば、モジュール上で)、サブストリング1902D及び1902Bを接続する中点導体1936の一部分に接続され得る。中点導体1936は、サブストリング1902Aのサブストリング1902Cへの直列接続、サブストリング1902B~1902Dの直列接続、1902A~1902Bの並列接続、及び1902C~1902Dの並列接続を容易にすることによって、TCT接続を達成するのを助け得る。 The arrangement of substring terminals as described above may reduce the complexity of the electrical connections of the TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910A. For example, TCT spatially distributed roof tile PV cell array electrical connections can be achieved without conductor crossings on the roof tile PV module 1900 (outside the junction box 1942). FIG. 19A illustrates exemplary routing of conductors (eg, ribbon wires and/or conductive traces of a conductive backsheet) that can be achieved on a roof tile PV module 1900. FIG. The conductors in FIG. 19A are shown as paths (some patterned). Referring to FIG. 19A, the negative terminal of substring 1902A can be disposed proximate to the positive terminal of substring 1902C. These terminals may be disposed proximate the transverse midline 1932 of the roof tile vertical PV cell array 1910A. Additionally, the positive terminal of substring 1902D may be disposed proximate to the negative terminal of substring 1902B. These terminals may also be disposed proximate the transverse midline 1932 of the roof tile vertical PV cell array 1910A. A midpoint conductor 1936 (eg, a ribbon wire and/or a conductive trace of a conductive backsheet) can be electrically connected to the negative terminal of substring 1902A and the positive terminal of substring 1902C. Additionally, midpoint conductor 1936 may be electrically connected to the positive terminal of substring 1902D and the negative terminal of substring 1902B. A portion of midpoint conductor 1936 connecting substrings 1902A-1902C may be on the side of junction box 1942 or outside junction box 1942 (eg, on a module) to midpoint conductor connecting substrings 1902D and 1902B. 1936. Midpoint conductor 1936 provides TCT connections by facilitating series connection of substring 1902A to substring 1902C, series connection of substrings 1902B-1902D, parallel connection of 1902A-1902B, and parallel connection of 1902C-1902D. can help you achieve

ジャンクションボックス1942は、PVセルアレイ1910Aの縦方向の正中線1930に近接して配設され得る。態様によれば、加えて、ジャンクションボックス1942は、PVセルアレイ1910Aの横断方向の正中線1932に近接して配設され得る。サブストリング1902Aの正端子及びサブストリング1902Dの負端子は、PVセルアレイ1910Aの第1の長寸基準辺1950Aに近接して配設され得る。そのため、正導体1916Aは、サブストリング1902Aの列の正端子(すなわち、サブストリング1902Aの正端子)に接続され得、縦方向の正中線に近接して、ジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。同様に、負導体1914Aは、サブストリング1902Dの列の負端子(すなわち、サブストリング1902Dの負端子)に接続され得、縦方向の正中線に近接して、ジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。サブストリング1902Bの正端子及びサブストリング1902Cの負端子は、PVセルアレイ1910Aの第2の長寸基準辺1950Bに近接して配設され得る。そのため、正導体1916Bは、サブストリング1902Bの列の正端子(すなわち、サブストリング1902Bの正端子)に接続され得、縦方向の正中線に近接して、ジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。同様に、負導体1914Bは、サブストリング1902Cの列の負端子(すなわち、サブストリング1902Cの負端子)に接続され得、縦方向の正中線に近接して、ジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。残りの電気的接続(例えば、負導体1914Aから負導体1914B、正導体1916Aから正導体1916B)は、所望のTCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aを達成するために、ジャンクションボックス1942内で達成され得る。 Junction box 1942 may be disposed proximate to longitudinal midline 1930 of PV cell array 1910A. Additionally, according to aspects, the junction box 1942 may be disposed proximate to the transverse midline 1932 of the PV cell array 1910A. The positive terminal of substring 1902A and the negative terminal of substring 1902D may be disposed proximate to first long reference side 1950A of PV cell array 1910A. As such, positive conductor 1916A may be connected to the positive terminal of the column of substrings 1902A (ie, the positive terminal of substring 1902A) and routed into junction box 1942 proximate to the longitudinal midline. Similarly, negative conductor 1914A may be connected to the negative terminal of the column of substrings 1902D (i.e., the negative terminal of substring 1902D) and routed into junction box 1942 proximate the longitudinal midline. . The positive terminal of substring 1902B and the negative terminal of substring 1902C may be disposed proximate to second long reference side 1950B of PV cell array 1910A. As such, positive conductor 1916B may be connected to the positive terminal of the column of substrings 1902B (ie, the positive terminal of substring 1902B) and routed into junction box 1942 proximate the longitudinal midline. Similarly, negative conductor 1914B may be connected to the negative terminal of the column of substrings 1902C (i.e., the negative terminal of substring 1902C) and routed into junction box 1942 proximate the longitudinal midline. . The remaining electrical connections (eg, negative conductor 1914A to negative conductor 1914B, positive conductor 1916A to positive conductor 1916B) are accomplished within junction box 1942 to achieve the desired TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910A. can be

1つ以上のアクティブ及び/又はパッシブの電気及び/又は電力構成要素が、ジャンクションボックスにおいてルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aに追加され得る。例えば、1つ以上のダイオード(例えば、バイパスダイオード及び/又はブロッキングダイオード)がジャンクションボックス1942に含まれ得る。バイパスダイオードは、不整合状態の場合に1つ以上のサブストリングのバイパスを可能にするために含まれ得、ブロッキングダイオードは、サブストリング1902及び/又はPVセルアレイ1910Aのうちの1つ以上への過剰電流の逆流を防止し得る。追加的又は代替的に、アクティブパワーエレクトロニクス、例えば、パワーオプティマイザ、マイクロインバータ、MPPT、DC-DC変換器などが、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aによって生み出される電力に様々に作用するように、ジャンクションボックス1942に含まれ得る。ジャンクションボックス1942における電気的接続、並びにパッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクスの任意選択の追加に続いて、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aは、正ルーフタイルPVセルアレイ端子及び負ルーフタイルPVセルアレイ端子で電気的に終端し得る。正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子は、ルーフタイルPVセルアレイによって生み出された電力を利用し得る。正ルーフタイルPVモジュールリード線及び負ルーフタイルPVモジュールリード線は、ジャンクションボックス1942に組み込まれ得、ジャンクションボックス1942から延在し得る。正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線は、正及び負のルーフタイルPVセルアレイ端子にそれぞれ電気的に接続され得る。これにより、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aによって生み出される電力は、正及び負のルーフタイルPVモジュールリード線で利用され得る。PVモジュールリード線は、後続の構成要素(例えば、PVモジュール、アクティブエレクトロニクス、パッシブエレクトロニクス、グリッド、バッテリなど)が、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910A及びルーフタイルPVモジュール1900によって生み出される電力に接続され、それを利用し、及び/又はそれに作用し得るように、コネクタ(例えば、MC4コネクタ)を含み得る。 One or more active and/or passive electrical and/or power components may be added to the roof tile vertical PV cell array 1910A at the junction box. For example, one or more diodes (eg, bypass diodes and/or blocking diodes) may be included in junction box 1942 . Bypass diodes may be included to allow bypassing of one or more substrings in the event of a mismatch condition, and blocking diodes may be included to provide excess power to one or more of substrings 1902 and/or PV cell array 1910A. It can prevent reverse current flow. Additionally or alternatively, junction box 1942 for active power electronics, such as power optimizers, microinverters, MPPTs, DC-DC converters, etc., to affect the power produced by roof tile vertical PV cell array 1910A. can be included in Following electrical connections at junction box 1942 and optional addition of passive and/or active electronics, roof tile vertical PV cell array 1910A is electrically connected at the positive roof tile PV cell array terminal and the negative roof tile PV cell array terminal. can be terminated. Positive and negative roof tile PV cell array terminals may utilize power produced by the roof tile PV cell array. A positive roof tile PV module lead and a negative roof tile PV module lead may be incorporated into and extend from junction box 1942 . Positive and negative roof tile PV module leads may be electrically connected to positive and negative roof tile PV cell array terminals, respectively. This allows power generated by roof tile vertical PV cell array 1910A to be utilized at the positive and negative roof tile PV module leads. PV module leads connect subsequent components (e.g., PV modules, active electronics, passive electronics, grids, batteries, etc.) to the electrical power produced by roof tile vertical PV cell array 1910A and roof tile PV modules 1900; A connector (eg, an MC4 connector) may be included to utilize and/or act upon.

上記の記載は、図19Aのサブストリング1902A~1902Dを、図19Aに図示するようなPVセルアレイの向きに基づく相対位置とともに図示する。しかしながら、図19Aのルーフタイル垂直PVセルアレイ1910A及びルーフタイルPVモジュール1900の向きは変化し得ることを理解されたい。例えば、装着されるとき、図19AのルーフタイルPVセルモジュール1900は、例えば、90°、180°、270°など回転され得る。図19AのPVセルモジュール1900が例示的な180°回転される実施例を仮定すると、サブストリング1902Bは、第1の行、第1の列の位置に配設されると見なされ得る。しかしながら、サブストリング端子の各々の相対位置は、同じ電気的相互接続方式を可能にするように変化しなくてもよい。加えて、本開示の態様は、各サブストリング1902A~1902Dの配設が180°回転される場合にも同様に実施され得ることを認識されたい。そのため、ルーフタイルPVセルアレイの端子は、以下: The above description illustrates the substrings 1902A-1902D of FIG. 19A along with their relative positions based on the orientation of the PV cell array as illustrated in FIG. 19A. However, it should be understood that the orientation of roof tile vertical PV cell array 1910A and roof tile PV module 1900 of FIG. 19A may vary. For example, when installed, the roof tile PV cell modules 1900 of FIG. 19A can be rotated, eg, 90°, 180°, 270°, and so on. Assuming an example where PV cell module 1900 of FIG. 19A is rotated 180°, substring 1902B can be considered to be disposed at the first row, first column position. However, the relative position of each of the substring terminals need not change to allow for the same electrical interconnection scheme. Additionally, it should be appreciated that aspects of the present disclosure may be similarly implemented if the arrangement of each substring 1902A-1902D is rotated 180°. Therefore, the terminals of the roof tile PV cell array are:

Figure 2023090679000058

のように配設され得る。
Figure 2023090679000058

can be arranged as

ジャンクションボックス1942は、ルーフタイルPVセルアレイの横断方向の正中線1932に近接して(すなわち、2つのサブストリング行の間に)、かつ縦方向の正中線1930に近接して(すなわち、2つのサブストリング列の間に)配設されるように図示されている。態様によれば、ジャンクションボックス1942は、様々に移動され得ることを認識されたい。例えば、ジャンクションボックス1942は、縦方向の正中線1930に近接する任意の場所に配設され得る。加えて、ルーフタイルPVモジュール1900及びルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aは、正接続及び負接続の両方が完成され得る1つのジャンクションボックス1942を含むものとして図19Aに図示されている。しかしながら、態様によれば、ルーフタイルPVモジュール1900及びルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aは、正接続及び負接続がそれぞれ実現され得る2つのジャンクションボックス(例えば、正ジャンクションボックス及び負ジャンクションボックス)を含み得る。 Junction box 1942 is positioned proximate the roof tile PV cell array transverse midline 1932 (i.e., between two substring rows) and proximate the vertical midline 1930 (i.e., two substring rows). shown as being disposed between strings). It should be appreciated that the junction box 1942 can be moved differently according to aspects. For example, junction box 1942 may be located anywhere near longitudinal midline 1930 . Additionally, roof tile PV module 1900 and roof tile vertical PV cell array 1910A are shown in FIG. 19A as including one junction box 1942 in which both positive and negative connections can be completed. However, according to aspects, roof tile PV module 1900 and roof tile vertical PV cell array 1910A may include two junction boxes (eg, a positive junction box and a negative junction box) in which positive and negative connections, respectively, may be implemented.

本明細書に記載するように、本開示の態様は、フルPVセル、任意のサイズのPVセル若しくは任意のサイズを用いて、又は任意の As described herein, aspects of the present disclosure can be used with full PV cells, any size PV cells or any size, or any

Figure 2023090679000059

カットPVセルを用いて実施され得、ここで、Nは整数である。フルPVセルを
Figure 2023090679000059

It can be implemented using cut PV cells, where N is an integer. full PV cell

Figure 2023090679000060

サイズに切断して、
Figure 2023090679000060

cut to size,

Figure 2023090679000061

カットPVセルをもたらし得る。記載のように、
Figure 2023090679000061

It can result in cut PV cells. As stated,

Figure 2023090679000062

カットPVセルは、
Figure 2023090679000062

The cut PV cell is

Figure 2023090679000063

カットPVセルが切断されたPVセルの電位特性と実質的に同様の電位特性を生み出し得る。一方、
Figure 2023090679000063

A cut PV cell may produce potential characteristics substantially similar to those of a cut PV cell. on the other hand,

Figure 2023090679000064

カットPVセルは、同じ状態(例えば、同じ照射照度状態、環境状態、試験状態など)下で、
Figure 2023090679000064

Under the same conditions (e.g., same illumination conditions, environmental conditions, test conditions, etc.), the cut PV cells

Figure 2023090679000065

カットPVセルが切断されたフルPVセルとしての実質的に
Figure 2023090679000065

A cut PV cell is effectively a cut full PV cell

Figure 2023090679000066

倍の電流生産を生み出し得る。
Figure 2023090679000066

It can produce twice the current production.

図19Aのルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aは、サブストリング1902当たり6つのPVセル1908を含むものとして図示されており、サブストリング1902のPVセル1908は、 Roof tile vertical PV cell array 1910A of FIG. 19A is illustrated as including six PV cells 1908 per substring 1902, where PV cells 1908 of substring 1902 are:

Figure 2023090679000067

カットPVセルとして図示されている。本開示の態様によれば、サブストリング1902(すなわち、1902A~1902D)は、サブストリング当たり任意の数のPVセル1908を含み得る。加えて、サブストリング1902のPVセル1908は、任意の
Figure 2023090679000067

It is shown as a cut PV cell. According to aspects of this disclosure, substrings 1902 (ie, 1902A-1902D) may include any number of PV cells 1908 per substring. In addition, PV cells 1908 of substring 1902 can be any

Figure 2023090679000068

カットPVセル(フルPVセルを含む)であり得ることが企図される。加えて、サブストリング1902A~1902Dは、2行及び3列のPVセルを含むものとして図示されている。サブストリング1902A~1902Dは、PVセル1908の任意の数の行及び任意の数の列を含み得ることが企図される。
Figure 2023090679000068

It is contemplated that it may be a cut PV cell (including full PV cells). In addition, substrings 1902A-1902D are illustrated as including two rows and three columns of PV cells. It is contemplated that substrings 1902A-1902D may include any number of rows and any number of columns of PV cells 1908. FIG.

図19Aは、例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aを図示しており、各サブストリング1902A~1902Dは、2行及び3列に配列された6つの FIG. 19A illustrates an exemplary roof tile vertical PV cell array 1910A in which each substring 1902A-1902D has six cells arranged in two rows and three columns.

Figure 2023090679000069

カットPVセル1908を含む。しかしながら、態様によれば、垂直ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aのサブストリング1902A~1902DのPVセルは、様々に
Figure 2023090679000069

A cut PV cell 1908 is included. However, according to aspects, the PV cells of substrings 1902A-1902D of vertical roof tile vertical PV cell array 1910A are variously

Figure 2023090679000070

カットされ得、様々に配列され得る。図19Bは、本開示の1つ以上の態様による、例示的な垂直ルーフタイルPVセルアレイを図示する。図19Bの垂直ルーフタイルPVセルアレイは、本明細書において特に明記しない限り、図19Aの垂直ルーフタイルPVセルアレイと実質的に同一であると見なされ得る。図19Bを参照すると、サブストリング1902A及び1902Bは各々、12個の
Figure 2023090679000070

It can be cut and arranged in various ways. FIG. 19B illustrates an exemplary vertical roof tile PV cell array, according to one or more aspects of the disclosure. The vertical roof tile PV cell array of FIG. 19B may be considered substantially identical to the vertical roof tile PV cell array of FIG. 19A unless otherwise specified herein. Referring to FIG. 19B, substrings 1902A and 1902B each contain 12

Figure 2023090679000071

カットPVセル1908を含み得る。PVセル1908は、3行×4列のサブストリング1902A~1902Dの各々に配列され得る。これにより、図19A及び図19Bのトポロジは、簡素化されたTCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aを維持しながら、変化する動作点(例えば、変化するVoc、Isc、Vmp、Impなど)を生み出すように、様々に構成され得ることが理解され得る。
Figure 2023090679000071

A cut PV cell 1908 may be included. PV cells 1908 may be arranged in each of 3 rows by 4 columns of substrings 1902A-1902D. This allows the topology of FIGS. 19A and 19B to maintain a simplified TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910A while maintaining varying operating points (e.g., varying V oc , I sc , V mp , I mp , etc.).

図19A及び図19Bは、ジャンクションボックス1942がルーフタイル垂直PVセルアレイ1910の縦方向の正中線に近接して配設された、例示的なTCTの空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910を図示する。最終的なルーフタイルPVモジュール1900の装着考慮事項(例えば、ルーフのルーフタイルPVモジュール1900を装着する場合の考慮事項)によれば、ジャンクションボックス1942はが様々に配設されることが有利であり得る。図19Cは、PVセルアレイ1910側に近接して配設された例示的なジャンクションボックス1942を有する、例示的なTCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Cを図示する。図19Cを参照すると、態様によれば、ジャンクションボックス1942は、短辺(例えば、第1の短寸基準辺1948A及び/又は第2の短寸基準辺1948B)に近接して配設され得る。そのため、ルーフタイル垂直型PVセルアレイ1910Bは、本明細書において明示的に別段の記載がない限り、ルーフタイルPVセルアレイと実質的に同一であると見なされ得る。 FIGS. 19A and 19B illustrate an exemplary TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910 with a junction box 1942 disposed proximate to the vertical midline of the roof tile vertical PV cell array 1910 . Depending on the mounting considerations of the final roof tile PV module 1900 (e.g., considerations when mounting the roof tile PV module 1900 on the roof), the junction boxes 1942 are advantageously arranged differently. obtain. FIG. 19C illustrates an exemplary TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910C with an exemplary junction box 1942 disposed proximate to the PV cell array 1910 side. Referring to FIG. 19C, according to aspects, a junction box 1942 may be disposed proximate to a short side (eg, first short reference side 1948A and/or second short reference side 1948B). As such, the roof tile vertical PV cell array 1910B may be considered substantially identical to the roof tile PV cell array unless explicitly stated otherwise herein.

図19Cの構成の利点は、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Bの導体を様々に経路指定することによって達成され得る。図19Cを参照すると、サブストリング1902Aの正端子に電気的に接続された正導体1916Aは、第1の長寸基準辺1950Aに近接して第1の短寸基準辺1948Aに向かって経路指定され、第1の短寸基準辺1948Aに近接してジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。サブストリング1902Dの負端子に電気的に接続された負導体1914Aは、ルーフタイル垂直型PVセルアレイ1910Bに沿って、第1の長寸基準辺1950Aに近接して第1の短寸基準辺1948Aに向かって経路指定され得、次いで、負導体1914Aは、第1の短寸基準辺1948Aに近接してジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。サブストリング1902Cの負端子に電気的に接続された負導体1914Bは、第2の長寸基準辺1950Aに近接して第1の短寸基準辺1948Aに向かって経路指定され、第1の短寸基準辺1948Aに近接してジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。サブストリング1902Bの正端子に電気的に接続された正導体1916Bは、ルーフタイルPVセルアレイ1910に沿って、第1の短寸基準辺1948Aに向かって第2の長寸基準辺1950Bに近接して経路指定され得る。正導体1916Bは、次いで、第1の短寸基準辺1948Aに近接してジャンクションボックス1942内に経路指定され得る。当業者によって理解されるように、ジャンクションボックス1942は、代替的に、第2の短寸基準辺1948Bに近接して配設されてもよい。そのため、本開示の1つ以上の利点は、ルーフタイル垂直型PVセルアレイ1910B及び側部に配設されたジャンクションボックス1942(例えば、第1の短寸基準辺1948Aに近接して、又は第2の短寸基準辺1948Bに近接して)によって実現され得る。 Advantages of the configuration of FIG. 19C may be achieved by routing the conductors of the roof tile vertical PV cell array 1910B differently. Referring to FIG. 19C, positive conductor 1916A, electrically connected to the positive terminal of substring 1902A, is routed proximate first long reference side 1950A toward first short reference side 1948A. , may be routed into junction box 1942 proximate first short reference edge 1948A. Negative conductor 1914A, electrically connected to the negative terminal of substring 1902D, extends along roof tile vertical PV cell array 1910B to first short reference side 1948A proximate first long reference side 1950A. The negative conductor 1914A can then be routed into the junction box 1942 proximate to the first short reference side 1948A. Negative conductor 1914B, electrically connected to the negative terminal of substring 1902C, is routed proximate to second long reference side 1950A toward first short reference side 1948A and extends to the first short reference side 1948A. It may be routed into junction box 1942 proximate reference edge 1948A. A positive conductor 1916B electrically connected to the positive terminal of substring 1902B extends along roof tile PV cell array 1910 toward first short reference side 1948A and adjacent second long reference side 1950B. can be routed. Positive conductor 1916B may then be routed into junction box 1942 proximate first short reference side 1948A. Junction box 1942 may alternatively be disposed proximate second short reference side 1948B, as will be appreciated by those skilled in the art. As such, one or more advantages of the present disclosure include roof tile vertical PV cell arrays 1910B and side-disposed junction boxes 1942 (e.g., proximate first short reference edge 1948A, or on second proximate short reference side 1948B).

図19Dは、2つのジャンクションボックス1942A及び1942B(概して、ジャンクションボックス1942)を伴う、例示的TCT空間的分散ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Dを図示する。図19A~図19Dは、正及び負(及び中点)の電気的接続が実現され得る1つのジャンクションボックス1942を含むものとして、ルーフタイル垂直PVセルアレイ1910及びルーフタイル垂直PVモジュール1900を図示する。態様によれば、そのようなPVセルアレイは、2つのジャンクションボックス、例えば、正接続を有するジャンクションボックス及び負接続を有するジャンクションボックス、又は正接続及び負接続の両方を有するジャンクションボックス1942A及び1942Bの両方を含み得ることが企図される。加えて、そのような複数のジャンクションボックスは、単一のラインに近接して配設され得る(例えば、両方のジャンクションボックスが、縦方向の正中線、第1の短寸基準辺1948A、又は第2の短寸基準辺1948Bに近接して配設される)。代替的に、複数のジャンクションボックスの各々は、異なるラインに近接して配設されてもよい(例えば、1つのジャンクションボックスが第1の短寸基準辺1948Aに近接して配設され、第2のジャンクションボックスが第2の短寸基準辺に近接して配設される)。 FIG. 19D illustrates an exemplary TCT spatially distributed roof tile vertical PV cell array 1910D with two junction boxes 1942A and 1942B (generally junction box 1942). 19A-19D illustrate roof tile vertical PV cell array 1910 and roof tile vertical PV module 1900 as including one junction box 1942 in which positive and negative (and midpoint) electrical connections can be implemented. According to aspects, such a PV cell array includes two junction boxes, for example, a junction box with a positive connection and a junction box with a negative connection, or both junction boxes 1942A and 1942B with both positive and negative connections. It is contemplated that it may include Additionally, such multiple junction boxes may be disposed proximate to a single line (e.g., both junction boxes along the longitudinal midline, the first short reference edge 1948A, or the first short reference edge 1948A). 2 short reference side 1948B). Alternatively, each of the plurality of junction boxes may be disposed proximate a different line (eg, one junction box disposed proximate the first short reference edge 1948A and the second junction box 1948A). junction box is disposed proximate to the second short reference side).

図19Eは、本開示の接続されたルーフタイルPVモジュールのシステムを図示する。2つのジャンクションボックスを有するPVモジュールのある特定の利点は、図19Eを参照して理解され得る。一般的なPVモジュールアレイにおいて、特にルーフタイルPVモジュールアレイにおいて、PVモジュールは、複数の列に装着され得、アレイのPVモジュールの全て(又は一部分)は、電気的に直列に接続され得る。電気的接続は、列間を移行するときに角を曲がる場合がある。2つのジャンクションボックス1942A(図19Eの「JB1」)及び1942B(図19Eの「JB2」)(両方とも、正バス及び負バスの両方を利用し得る)を、PVモジュール1900Dの両側に1つずつ使用することによって、ルーフタイルPVモジュールアレイの電気的接続が簡素化され得、アレイの効率が改善され得る。 FIG. 19E illustrates a system of connected roof tile PV modules of the present disclosure. Certain advantages of PV modules with two junction boxes can be understood with reference to FIG. 19E. In PV module arrays in general, and roof tile PV module arrays in particular, the PV modules may be mounted in multiple rows, and all (or a portion) of the PV modules in the array may be electrically connected in series. Electrical connections may come around corners when transitioning between rows. Two junction boxes 1942A (“JB1” in FIG. 19E) and 1942B (“JB2” in FIG. 19E) (both of which may utilize both positive and negative buses), one on each side of PV module 1900D. By use, the electrical connections of the roof tile PV module array can be simplified and the efficiency of the array can be improved.

図19Eを参照すると、各PVモジュール1900D(図示を明確にするために列当たり1つのPVモジュール1900Dのみが参照される)は、上、下のPVモジュール1900D及び/又は隣接する列のモジュールに接続され得る。同じ列の各PVモジュール1900Dは、同じ側部のジャンクションボックスを使用して同じ列の他のモジュールに接続され得る。例えば、列2の各PVモジュール1900Dは、各PVモジュールの第2のジャンクションボックス(図19Eの「JB2」)を使用して、互いに(例えば、直列に)電気的に接続され得る。列1は列2の左側にあり得、列3は列2の右側にあり得る。したがって、列2が列1(例えば、左側の列)に接続する場合、列2の移行中のPVモジュール1900Dの左側のジャンクションボックス1942(例えば、図19EのJB1)は、列1の移行中のPVモジュール1900Dの右側のジャンクションボックス(例えば、図19EのJB2)の近くにあり(例えば、近接し)、それに接続し得る。更に、列2が列3(例えば、右側の列)に接続する場合、列2の移行中のPVモジュール1900Dの右側のジャンクションボックス1942(例えば、図19EのJB2)は、列3の移行中のPVモジュール1900Dの左側のジャンクションボックス(例えば、図19EのJB1)の近くにあり(例えば、近接し)、それに接続し得る。そのため、角を曲がる(例えば、列間を移行する)ための電気的接続が簡素化され得る。全てのPVモジュール1900Dが2つのジャンクションボックスを有すると仮定すると、各列の直列接続は、PVモジュール1900Dのいずれかの側部に進み得る。代替的に、移行モジュールのみが2つのジャンクションボックスを備えてもよく、非移行PVモジュール1900Dは、1つのジャンクションボックス1942のみを備えてもよい。理解されるように、そのような2つのジャンクションボックスPVモジュールの利点は、本開示のPVモジュール及び/又はPVアレイのいずれかを用いて実施され得る。 Referring to FIG. 19E, each PV module 1900D (only one PV module 1900D per row is referenced for clarity of illustration) connects to PV modules 1900D above, below and/or modules in adjacent rows. can be Each PV module 1900D in the same row can be connected to other modules in the same row using the same side junction box. For example, each PV module 1900D in column 2 can be electrically connected to each other (eg, in series) using the second junction box (“JB2” in FIG. 19E) of each PV module. Column 1 may be to the left of column 2 and column 3 may be to the right of column 2. Thus, if column 2 connects to column 1 (eg, the left column), the left junction box 1942 (eg, JB1 in FIG. 19E) of the transitioning PV module 1900D of column 2 connects to It may be near (eg, adjacent to) and connect to the junction box (eg, JB2 in FIG. 19E) on the right side of PV module 1900D. Further, if column 2 connects to column 3 (eg, the right column), the right junction box 1942 (eg, JB2 in FIG. 19E) of the transitioning PV module 1900D of column 2 is It may be near (eg, adjacent to) and connect to the left junction box (eg, JB1 in FIG. 19E) of PV module 1900D. As such, electrical connections for turning corners (eg, transitioning between rows) can be simplified. Assuming all PV modules 1900D have two junction boxes, the series connection of each column can go to either side of PV module 1900D. Alternatively, only the transitional module may have two junction boxes and the non-transitional PV module 1900D may have only one junction box 1942 . As will be appreciated, the advantages of such a two junction box PV module can be implemented with any of the PV modules and/or PV arrays of the present disclosure.

図19Eから、所望の接続に応じて、2つのジャンクションボックスの両方又はいずれかが使用され得ることが理解されよう。加えて、ジャンクションボックスは、生産コストの増加に関連付けられ得る。したがって、ジャンクションボックス1942は、ジャンクションボックスベース及びカバーとして生産され得る。ジャンクションボックスベースは、PVモジュール1900Dによって生み出された電力を利用するために、単に正及び負の端子を備えてもよい。ジャンクションボックスカバーは、ジャンクションボックスベースに適用され得る。異なるジャンクションボックスカバーが、異なる用途に適用され得る。例えば、1つのカバーは、使用されないジャンクションボックスベースのために装着され得るダミーカバー(例えば、単純なプラスチックカバー)であり得る。別のジャンクションボックスカバーは、例えば、PVモジュール1900DのPVセルアレイの接続を(必要に応じて)完成させるための回路及び/又は電気的接続を備えるジャンクションボックスを備えて得る。そのようなジャンクションボックスカバーは、追加的に又は代替的に、PVモジュール1900Dによって生み出される電力を利用する(例えば、他のPVモジュール1900Dに接続する)ジャンクションボックスリードを備えてもよい。追加的に又は代替的に、ジャンクションボックスカバーは、アクティブ及び/又はパッシブのエレクトロニクス(例えば、PE3202)を備えてもよい。ジャンクションボックスカバーは、特に異なるPVモジュール1900D(例えば、異なるPVアレイトポロジのための異なるエレクトロニクス及び/又は接続を有する)のために生産されてもよい。 It will be appreciated from FIG. 19E that either or both of the two junction boxes may be used depending on the desired connection. Additionally, junction boxes can be associated with increased production costs. Junction box 1942 can thus be produced as a junction box base and cover. The junction box base may simply include positive and negative terminals to harness the power produced by PV module 1900D. A junction box cover may be applied to the junction box base. Different junction box covers may be applied for different uses. For example, one cover can be a dummy cover (eg, a simple plastic cover) that can be installed for unused junction box bases. Another junction box cover may, for example, comprise a junction box with circuitry and/or electrical connections to complete the connections (if necessary) of the PV cell array of PV module 1900D. Such a junction box cover may additionally or alternatively include junction box leads that harness the power produced by the PV module 1900D (eg, connect to other PV modules 1900D). Additionally or alternatively, the junction box cover may include active and/or passive electronics (eg PE3202). Junction box covers may be produced specifically for different PV modules 1900D (eg, with different electronics and/or connections for different PV array topologies).

図20Aは、図19Aの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2001Aを図示する。そのため、図20Aのサブストリング2002A~2002Dは、それぞれ、図19Aのサブストリング1902A~1902Dに対応するものとして理解され得る。加えて、図20Aの導電性トレースは、図19Aの導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図20Aの導電性トレース2036、2014A、2014B、2016A、及び2016Bは、それぞれ、図19Aの導体1936、1914A、1914B、1916A、及び1916Bに対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2001A上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図19Aのルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Aが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図19Aのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 20A illustrates an exemplary conductive backsheet 2001A that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19A. As such, substrings 2002A-2002D of FIG. 20A may be understood as corresponding to substrings 1902A-1902D of FIG. 19A, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 20A can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 19A. As such, conductive traces 2036, 2014A, 2014B, 2016A, and 2016B of FIG. 20A may be understood as corresponding to conductors 1936, 1914A, 1914B, 1916A, and 1916B, respectively, of FIG. 19A. As such, it will be appreciated that the mounting of rear contact PV cells on a conductive backsheet 2001A can provide the roof tile vertical PV cell array 1910A of FIG. 19A. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 19A can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

更に図20Aを参照すると、導電性バックシート2001Aを用いて、サブストリング2002A~2002Dの各々の各行のPVセルが互いに電気的に並列に接続され得ることが理解され得る。これらの接続は、サブストリングの隣接する列の間で導電性バックシートを切断しない(又は別様に分離しない)ことによって得られ得る。更に、各サブストリング2002A~2002Dの各列のPVセルは、互いに直列に電気的に接続され得る。したがって、導電性バックシート2001Aによって接続されたサブストリング2002A~2002Dの各々のPVセルは、全交差結合と電気的に直並列に接続されている(すなわち、TCTで接続されている)と見なされ得る。そのような接続は、ルーフタイル垂直PVセルアレイを更に並列化し得、不整合状態の緩和の増大を可能にし得る。 Still referring to FIG. 20A, it can be seen that the PV cells of each row of each of substrings 2002A-2002D can be electrically connected in parallel with each other using a conductive backsheet 2001A. These connections may be obtained by not cutting (or otherwise separating) the conductive backsheet between adjacent rows of substrings. Further, the PV cells of each column of each substring 2002A-2002D may be electrically connected together in series. Thus, the PV cells in each of substrings 2002A-2002D connected by conductive backsheet 2001A are considered to be electrically connected in series-parallel (ie, TCT-connected) with all cross-couplings. obtain. Such connections may further parallelize roof tile vertical PV cell arrays and allow for increased mitigation of mismatch conditions.

図20Bは、図19Bの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2001Bを図示する。そのため、図20Bのサブストリング2002A~2002Dは、それぞれ、図19Bのサブストリング1902A~1902Dに対応するものとして理解され得る。加えて、図20Bの導電性トレースは、図19Bの導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図20Bの導電性トレース2036、2014A、2014B、2016A、及び2016Bは、それぞれ、図19Bの導体1936、1914A、1914B、1916A、及び1916Bに対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2001B上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図19Bのルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Bが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図19Bのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 20B illustrates an exemplary conductive backsheet 2001B that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19B. As such, substrings 2002A-2002D of FIG. 20B may be understood as corresponding to substrings 1902A-1902D of FIG. 19B, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 20B can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 19B. As such, conductive traces 2036, 2014A, 2014B, 2016A, and 2016B of FIG. 20B may be understood as corresponding to conductors 1936, 1914A, 1914B, 1916A, and 1916B, respectively, of FIG. 19B. As such, it will be appreciated that the mounting of rear-contact PV cells onto conductive backsheet 2001B can provide roof tile vertical PV cell array 1910B of FIG. 19B. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 19B can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

更に図20Bを参照すると、導電性バックシート2001Bを用いて、各サブストリング2002A~2002Dの各行のPVセルは、互いに電気的に並列に接続され得ることが理解され得る。これらの接続は、サブストリングの隣接する列の間で導電性バックシートを切断しない(又は別様に分離しない)ことによって得られ得る。更に、各サブストリング2002A~2002Dの各列のPVセルは、互いに直列に電気的に接続され得る。したがって、導電性バックシート2001Bによって接続されたサブストリング2002A~2002Dの各々のPVセルは、全交差結合と電気的に直並列に接続されている(すなわち、TCTで接続されている)と見なされ得る。そのような接続は、ルーフタイル垂直PVセルアレイを更に並列化し得、不整合状態の緩和の増大を可能にし得る。 Still referring to FIG. 20B, it can be seen that using a conductive backsheet 2001B, the PV cells of each row of each substring 2002A-2002D can be electrically connected in parallel with each other. These connections may be obtained by not cutting (or otherwise separating) the conductive backsheet between adjacent rows of substrings. Further, the PV cells of each column of each substring 2002A-2002D may be electrically connected together in series. Thus, the PV cells in each of substrings 2002A-2002D connected by conductive backsheet 2001B are considered to be electrically connected in series-parallel (ie, TCT-connected) with all cross-couplings. obtain. Such connections may further parallelize roof tile vertical PV cell arrays and allow for increased mitigation of mismatch conditions.

図20Cは、図19Cの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2001Cを図示する。そのため、図20Cのサブストリング2002A~2002Dは、それぞれ、図19Cのサブストリング1902A~1902Dに対応するものとして理解され得る。加えて、図20Cの導電性トレースは、図19Cの導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図20Cの導電性トレース2036、2014A、2014B、2016A、及び2016Bは、それぞれ、図19Cの導体1936、1914A、1914B、1916A、及び1916Bに対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2001C上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図19Cのルーフタイル垂直PVセルアレイ1910Cが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図19Cのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 20C illustrates an exemplary conductive backsheet 2001C that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 19C. As such, substrings 2002A-2002D of FIG. 20C may be understood as corresponding to substrings 1902A-1902D of FIG. 19C, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 20C can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 19C. As such, conductive traces 2036, 2014A, 2014B, 2016A, and 2016B of FIG. 20C may be understood as corresponding to conductors 1936, 1914A, 1914B, 1916A, and 1916B, respectively, of FIG. 19C. As such, it will be appreciated that the mounting of rear contact PV cells on a conductive backsheet 2001C can provide the roof tile vertical PV cell array 1910C of FIG. 19C. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 19C can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

更に図20Cを参照すると、導電性バックシート2001Cによって、サブストリング2002A~2002Dの各々の各行のPVセルは、互いに電気的に並列に接続され得ることが理解され得る。これらの接続は、サブストリングの隣接する列の間で導電性バックシートを切断しない(又は別様に分離しない)ことによって得られ得る。更に、サブストリング2002A~2002Dの各々の各列のPVセルは、互いに直列に電気的に接続され得る。したがって、導電性バックシート2001Cによって接続されたサブストリング2002A~2002Dの各々のPVセルは、全交差結合と電気的に直並列に接続されている(すなわち、TCTで接続されている)と見なされ得る。そのような接続は、ルーフタイル垂直PVセルアレイを更に並列化し得、不整合状態の緩和の増大を可能にし得る。 Still referring to FIG. 20C, it can be seen that the conductive backsheet 2001C allows the PV cells of each row of each of the substrings 2002A-2002D to be electrically connected in parallel with each other. These connections may be obtained by not cutting (or otherwise separating) the conductive backsheet between adjacent rows of substrings. Further, the PV cells of each column of each of substrings 2002A-2002D may be electrically connected together in series. Thus, the PV cells in each of substrings 2002A-2002D connected by conductive backsheet 2001C are considered to be electrically series-parallel connected (ie, TCT connected) with all cross-couplings. obtain. Such connections may further parallelize roof tile vertical PV cell arrays and allow for increased mitigation of mismatch conditions.

図19A~図19Cの中点導体1936は、それぞれ図20A~図20Cの導電性トレース2036に対応する。図19A~図19Cの中点導体1936及び図20A~図20Cの中点トレース2036は、増大した並列化(例えば、TCT接続)をルーフタイルPVセルアレイ1910に追加し得る。中点導体1936及び導電性トレース2036は、不整合の場合(例えば、ルーフタイルPVセルアレイ1910の一部が遮光されている場合)に主として導通し得る。そのため、中点導体1936及び導電性トレース2036は、ルーフタイルPVセルアレイ1910の他の導体及び/又は導電性バックシート2001の導電性トレースと比較して、実質的に減少したものであり得る。例えば、導電性トレース2036は、導電性トレース2014A、2014B、2016A、及び2016Bのいくつか又は全部よりも狭く及び/又は薄くあり得る。同じことが、本開示の全ての中点導体及び対応する導電性トレースに当てはまり得る。 Midpoint conductors 1936 in FIGS. 19A-19C correspond to conductive traces 2036 in FIGS. 20A-20C, respectively. Midpoint conductors 1936 of FIGS. 19A-19C and midpoint traces 2036 of FIGS. Midpoint conductor 1936 and conductive trace 2036 may be primarily conductive in case of misalignment (eg, when a portion of roof tile PV cell array 1910 is shaded). As such, midpoint conductors 1936 and conductive traces 2036 may be substantially reduced compared to other conductors of roof tile PV cell array 1910 and/or conductive traces of conductive backsheet 2001 . For example, conductive trace 2036 may be narrower and/or thinner than some or all of conductive traces 2014A, 2014B, 2016A, and 2016B. The same may apply to all midpoint conductors and corresponding conductive traces of this disclosure.

上記と同様に、本開示の態様は、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ及びPVモジュールのトポロジ、並びにその改善された生産性に関する。図21Aは、本開示の1つ以上の態様による、1×8完全並列ルーフタイルPVセルアレイの例示的な電気回路図を図示する。図21Aを参照すると、1×8完全並列ルーフタイルPVセルアレイは、サブストリング2102A、2102B、2102C、2102D、2102E、2102F、2102G、及び2102H(概して、サブストリング2102と称される)を含み得る。同じパターンで図示されたサブストリングは、互いに電気的に並列に接続され得る。そのため、サブストリング2102A~2102Hは、完全並列ルーフタイルPVセルアレイとして互いに電気的に並列に接続され得る。図21Bは、図21Aの完全並列PVセルアレイの例示的な物理的配列を図示する。 Similar to the above, aspects of the present disclosure relate to fully parallel roof tile PV cell arrays and PV module topologies and improved manufacturability thereof. FIG. 21A illustrates an exemplary electrical schematic of a 1×8 fully parallel roof tile PV cell array, according to one or more aspects of the present disclosure. Referring to FIG. 21A, a 1×8 fully parallel roof tile PV cell array may include substrings 2102A, 2102B, 2102C, 2102D, 2102E, 2102F, 2102G, and 2102H (generally referred to as substrings 2102). Substrings illustrated in the same pattern may be electrically connected in parallel with each other. As such, substrings 2102A-2102H may be electrically connected in parallel with each other as a fully parallel roof tile PV cell array. FIG. 21B illustrates an exemplary physical arrangement of the fully parallel PV cell array of FIG. 21A.

図22Aは、例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210A及び例示的な完全並列ルーフタイルPVモジュール2200Aを図示する。図22Aを参照すると、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aは、サブストリング2202A~2202H(概して、サブストリング2202と称される)を含み得る。サブストリング2202A~2202Hは、サブストリング列の単一の行に配列され得る。完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aは、8つの列(及び列当たり1つのサブストリング2202)を備えるものとして図示されている。完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aは、任意の数のサブストリング2202(及び任意の数の列)を含み得る。サブストリング2202A~2202Hの各々は、いくつかの直列に接続されたPVセル2204を含み得る。サブストリング2202A~2202Hは、6つの FIG. 22A illustrates an exemplary fully parallel roof tile PV cell array 2210A and an exemplary fully parallel roof tile PV module 2200A. Referring to FIG. 22A, a fully parallel roof tile PV cell array 2210A may include substrings 2202A-2202H (generally referred to as substrings 2202). Substrings 2202A-2202H may be arranged in a single row of a substring column. A fully parallel roof tile PV cell array 2210A is shown with eight columns (and one substring 2202 per column). A fully parallel roof tile PV cell array 2210A may include any number of substrings 2202 (and any number of columns). Each of substrings 2202A-2202H may include a number of PV cells 2204 connected in series. Substrings 2202A-2202H are six

Figure 2023090679000072

カットPVセル2204を含むものとして図示されている。サブストリング2202A~2202Hは、任意の数の任意の
Figure 2023090679000072

It is shown to include cut PV cells 2204 . Substrings 2202A-2202H can be any number of any

Figure 2023090679000073

カット(全体を含む)PVセルを含み得る。
Figure 2023090679000073

It may include cut (including whole) PV cells.

完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210A(及び完全並列ルーフタイルPVモジュール2200A)は、四辺形形状であり得、四辺形形状は、長寸部及び短寸部を有し得る。矩形形状の完全並列ルーフタイルPVセルアレイは、第1の長寸基準辺2250A及び第2の長寸基準辺2250Bを備え得る。加えて、矩形形状の完全並列PVセルアレイ2210Aは、第1の短寸基準辺2248A及び第2の短寸基準辺2248Bを備え得る。サブストリング2202A~2202Hの行は、第1の短寸基準辺2248Aから第2の短寸基準辺2248Bまで延在し得る。サブストリング2202A~2202Hの各々(すなわち、各列)は、第1の長寸基準辺2250Aから第2の長寸基準辺2250Bまで延在し得る。そのため、サブストリング2202は、垂直に延在すると見なされ得る。サブストリング2202は、2つの端子、正端子及び負端子で終端し得る。そのため、各サブストリング2022の1つの端子は、1つの長辺2250に近接して配設され得、各サブストリング2202の別の端子は、別の長辺2250に近接して配設され得る。 A fully parallel roof tile PV cell array 2210A (and a fully parallel roof tile PV module 2200A) may be quadrilateral in shape, and the quadrilateral shape may have a long dimension and a short dimension. A rectangular shaped fully parallel roof tile PV cell array may comprise a first long reference side 2250A and a second long reference side 2250B. In addition, the rectangular shaped fully parallel PV cell array 2210A may comprise a first short reference side 2248A and a second short reference side 2248B. A row of substrings 2202A-2202H may extend from a first short reference side 2248A to a second short reference side 2248B. Each of substrings 2202A-2202H (ie, each column) may extend from a first long reference side 2250A to a second long reference side 2250B. As such, substring 2202 may be considered to extend vertically. Substring 2202 may terminate at two terminals, a positive terminal and a negative terminal. As such, one terminal of each substring 2022 may be disposed proximate one long side 2250 and another terminal of each substring 2202 may be disposed proximate another long side 2250 .

引き続き図22Aを参照すると、サブストリング2202A~2202Hの各々の正端子は、第1の長寸基準辺2250Aに近接して配設され得る。正導体2216(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性領域)は、サブストリング2202のそれぞれの正端子に電気的に接続され得る。そのため、正導体2216は、第1の長寸基準辺2250Aに近接して配設され得る。同様に、サブストリング2202A~2202Hの各々の負端子は、第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設され得る。負導体2214(例えば、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性領域)は、サブストリング2202のそれぞれの負端子に電気的に接続され得る。そのため、負導体2214は、第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設され得る。理解されるように、記載の、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aのトポロジ及び電気的接続は、全てのサブストリング2202の簡素化された電気的並列接続(例えば、図8の例示的な概略図による)を可能にし得る。 With continued reference to FIG. 22A, the positive terminal of each of substrings 2202A-2202H may be disposed proximate first long reference side 2250A. A positive conductor 2216 (eg, a ribbon wire, a conductive region of a conductive backsheet) can be electrically connected to each positive terminal of substrings 2202 . As such, the positive conductor 2216 may be disposed proximate to the first long reference side 2250A. Similarly, the negative terminal of each of substrings 2202A-2202H may be disposed proximate to second long reference side 2250B. Negative conductors 2214 (eg, ribbon wires, conductive regions of a conductive backsheet) can be electrically connected to respective negative terminals of substrings 2202 . As such, the negative conductor 2214 may be disposed proximate to the second long reference side 2250B. As will be appreciated, the described topology and electrical connection of the fully parallel roof tile PV cell array 2210A is a simplified electrical parallel connection of all substrings 2202 (e.g., according to the exemplary schematic diagram of FIG. 8). ).

完全並列ルーフタイルPVモジュール2200A及び完全並列ルーフタイルPVセルアレイは、ジャンクションボックス2242を更に備え得る。ジャンクションボックス2242は、本明細書に記載する他のジャンクションボックスと実質的に同様に機能し得る。ジャンクションボックス2242は、第1の短寸基準辺2248Aに近接して配設され得る。そのため、正導体2216及び負導体2214は、それぞれ、第1の長寸基準辺2250A及び第2の長寸基準辺2250Bからジャンクションボックス2242内に単純に経路指定され得る。そのため、任意の更なる必要な電気的接続が、ジャンクションボックス2242内で実現され得、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aによって生み出される電力が、正モジュール端子及び負モジュール端子において利用され得る。正リード線及び負リード線は、それぞれ正モジュール端子及び負モジュール端子に電気的に接続され得る。そのため、完全並列ルーフタイルPVモジュール2200A及び完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aによって生み出されたる電力は、正及び負のリード線から負荷(例えば、バッテリ、追加のPVモジュール、PVモジュールのアレイ、ユーティリティグリッド)に利用され得る。更に、本明細書に記載するように、パッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクス(例えば、パワーエレクトロニクス)は、PVモジュール正端子とPVモジュール負端子との間、及び/又はPVモジュール正リード線とPVモジュール負リード線との間に接続され得る。そのようなエレクトロニクスは、完全並列ルーフタイルPVモジュールの電力生産に様々に作用し、及び/又は影響を及ぼし得る。 Fully parallel roof tile PV modules 2200A and fully parallel roof tile PV cell arrays may further comprise junction boxes 2242 . Junction box 2242 may function substantially similar to other junction boxes described herein. Junction box 2242 may be disposed proximate first short reference side 2248A. As such, positive conductor 2216 and negative conductor 2214 may simply be routed into junction box 2242 from first long reference side 2250A and second long reference side 2250B, respectively. As such, any additional required electrical connections may be implemented within junction box 2242, and power generated by fully parallel roof tile PV cell array 2210A may be utilized at the positive and negative module terminals. A positive lead and a negative lead can be electrically connected to the positive module terminal and the negative module terminal, respectively. As such, the power generated by the fully parallel roof tile PV modules 2200A and the fully parallel roof tile PV cell array 2210A is transferred from the positive and negative leads to the load (e.g., batteries, additional PV modules, arrays of PV modules, utility grid). can be used for Additionally, as described herein, passive and/or active electronics (e.g., power electronics) may be placed between the PV module positive terminal and the PV module negative terminal, and/or between the PV module positive lead and the PV module lead. It can be connected between the negative lead. Such electronics can affect and/or affect the power production of fully parallel roof tile PV modules in different ways.

図22Aは、各サブストリング2202の正端子が第1の長寸基準辺2250Aに近接して配列され、各サブストリング2202の負端子が第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設されるように配列されたサブストリング2202を図示する。そのため、図22Aは、第1の長寸基準辺2250Aに近接して配設された正導体と、第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設された負導体とを図示する。この配列を逆にし得る(すなわち、負導体2214が第1の長寸基準辺2250Aに近接するなど)ことが理解されよう。加えて、図22Aは、第1の短寸基準辺2248Aに近接して配設されているものとしてジャンクションボックス2242を図示する。ジャンクションボックス2242は、同様に、第2の短寸基準辺2248Bに近接して配設され得ることが理解されるであろう。図22Aは、横断方向の正中線2032に近接して配設されるものとしてジャンクションボックス2242を図示する。ジャンクションボックス2242は、完全並列ルーフタイルPVセルモジュール2200Aの短寸部に沿った任意の位置に配設され得ることを理解されたい。 FIG. 22A shows the positive terminal of each substring 2202 arranged proximate a first long reference side 2250A and the negative terminal of each substring 2202 disposed proximate a second long reference side 2250B. A substring 2202 arranged as follows. As such, FIG. 22A illustrates a positive conductor disposed proximate to the first long reference side 2250A and a negative conductor disposed proximate to the second long reference side 2250B. It will be appreciated that this arrangement may be reversed (ie, negative conductor 2214 is proximate first long reference side 2250A, etc.). In addition, FIG. 22A illustrates junction box 2242 as being disposed proximate first short reference side 2248A. It will be appreciated that junction box 2242 may similarly be disposed proximate second short reference side 2248B. FIG. 22A illustrates junction box 2242 as being disposed proximate transverse midline 2032 . It should be appreciated that junction box 2242 may be disposed at any location along the short length of fully parallel roof tile PV cell module 2200A.

図22Aは、垂直サブストリング(すなわち、図22Aの例示的な向きにおいて垂直に延在するサブストリング)を含む例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Aの例示的なトポロジを図示する。PVセルアレイの例示的なトポロジは、追加的に又は代替的に、水平サブストリングを含んでもよい。例えば、特定のルーフタイルPVモジュール設備の部分的な遮光の問題を考慮すると、水平サブストリングは、異なる配列が遮光の問題(例えば、特定の装着の遮光パターン)に応じてより効率的に動作し得るので、垂直サブストリングよりも好ましくあり得る。図22Bは、例示的な完全並列ルーフタイルPVモジュール2200B及び例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Bの別の例示的なトポロジを図示する。図22Bを参照すると、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Bは、サブストリング2202BA~2202BH(概して、サブストリング2202Bと称される)を備え得る。サブストリング2202BA~2202BHは、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210B内及び完全並列ルーフタイルPVモジュール2200B上に列の行で配設され得る。サブストリング2202Bは、それぞれ2行4列に配設され得る。各サブストリングは、いくつかの電気的に直列に接続されたPVセルを含み得る。サブストリング2202BA~2202BHは、6つの FIG. 22A illustrates an exemplary topology of an exemplary fully parallel roof tile PV cell array 2210A including vertical substrings (ie, substrings extending vertically in the exemplary orientation of FIG. 22A). Exemplary topologies of PV cell arrays may additionally or alternatively include horizontal substrings. For example, considering the problem of partial shading in a particular roof tile PV module installation, horizontal substrings may be arranged differently to operate more efficiently depending on the shading problem (e.g., the shading pattern of a particular installation). can be preferred over vertical substrings because FIG. 22B illustrates another example topology of an example fully parallel roof tile PV module 2200B and an example fully parallel roof tile PV cell array 2210B. Referring to FIG. 22B, a fully parallel roof tile PV cell array 2210B may comprise substrings 2202BA-2202BH (generally referred to as substrings 2202B). The substrings 2202BA-2202BH may be arranged in rows of columns within the fully parallel roof tile PV cell array 2210B and on the fully parallel roof tile PV modules 2200B. Substrings 2202B may be arranged in two rows and four columns each. Each substring may include a number of electrically series-connected PV cells. Substrings 2202BA-2202BH are six

Figure 2023090679000074

カットPVセル2204を含むものとして図示されている。サブストリング2202A~2202Hは、任意の数の任意の
Figure 2023090679000074

It is shown to include cut PV cells 2204 . Substrings 2202A-2202H can be any number of any

Figure 2023090679000075

カット(全体を含む)PVセルを含み得る。完全並列PVセルアレイ2210Bは、2行4列を含むものとして図示されているが、完全並列PVセルアレイ2210Bは、任意の数の行及び列を含み得る。
Figure 2023090679000075

It may include cut (including whole) PV cells. Although fully parallel PV cell array 2210B is illustrated as including 2 rows and 4 columns, fully parallel PV cell array 2210B may include any number of rows and columns.

完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210A(及び完全並列ルーフタイルPVモジュール2200A)は、長寸部及び短寸部を有する矩形形状であり得る。矩形形状の完全並列ルーフタイルPVセルアレイは、第1の長寸基準辺2250A及び第2の長寸基準辺2250Bを備え得る。加えて、矩形形状の完全並列PVセルアレイ2210Aは、第1の短寸基準辺2248A及び第2の短寸基準辺2248Bを備え得る。サブストリングの各行(例えば、サブストリング2202BA~2202BDの第1の行、及びサブストリング2202BE~2202BHの第2の行)は、長寸部に沿って、第1の短寸基準辺2248Aから第2の短寸基準辺2248Bまで延在し得る。サブストリング2202BA~2202BHは、水平サブストリングであり得る。そのため、各サブストリング2202Bは、長寸部の一部分に沿って延在し得る(すなわち、各サブストリング2202Bは、列の第1の側部の開始から列の第2の側部まで、各列の幅にわたって水平に延在し得る)。 A fully parallel roof tile PV cell array 2210A (and a fully parallel roof tile PV module 2200A) may be rectangular in shape with a long dimension and a short dimension. A rectangular shaped fully parallel roof tile PV cell array may comprise a first long reference side 2250A and a second long reference side 2250B. In addition, the rectangular shaped fully parallel PV cell array 2210A may comprise a first short reference side 2248A and a second short reference side 2248B. Each row of substrings (eg, the first row of substrings 2202BA-2202BD and the second row of substrings 2202BE-2202BH) extends along the long dimension from the first short reference edge 2248A to the second row. to the short reference side 2248B of the . Substrings 2202BA-2202BH may be horizontal substrings. As such, each substring 2202B may extend along a portion of the long dimension (i.e., each substring 2202B extends from the beginning of the first side of the column to the can extend horizontally across the width of

サブストリング2202BAは、行1列1に配設され得る。サブストリング2202BAは、列1の第1の側部から列1の第2の側部へ水平に延在し得る。そのため、サブストリング2202BAの負端子は、行1列1の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BAの正端子は、行1列1の第2の側部に近接して配設され得る。サブストリング2202BBは、行1列2に配設され得る。サブストリング2202BBは、列2の第1の側部から列2の第2の側部へ水平に延在し得る。そのため、サブストリング2202BBの負端子は、行1列2の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BBの正端子は、行1列2の第2の側部に近接して配設され得る。サブストリング2202BCは、行1列3に配設され得る。サブストリング2202BCは、列3の第1の側部から列3の第2の側部へ水平に延在し得る。そのため、サブストリング2202BCの負端子は、行1列3の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BAの正端子は、行1列3の第2の側部に近接して配設され得る。サブストリング2202BDは、行1列4に配設され得る。サブストリング2202BDは、列4の第1の側部から列4の第2の側部へ水平に延在し得る。そのため、サブストリング2202BDの負端子は、行1列4の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BDの正端子は、行1列1の第2の側部に近接して配設され得る。行2のサブストリング(すなわち、サブストリング2202BE~2202BH)は、行1のサブストリング2202Bに関して上記に記載したものと実質的に同一に延在し得る。 Substring 2202BA may be disposed at row 1 column 1 . Substring 2202BA may extend horizontally from a first side of column 1 to a second side of column 1 . As such, the negative terminal of substring 2202BA may be disposed proximate a first side of row 1 column 1 and the positive terminal of substring 2202BA may be proximate a second side of row 1 column 1. can be arranged Substring 2202BB may be disposed at row 1 column 2 . Substring 2202BB may extend horizontally from the first side of column two to the second side of column two. As such, the negative terminal of substring 2202BB may be disposed proximate a first side of row 1 column 2 and the positive terminal of substring 2202BB may be proximate a second side of row 1 column 2. can be arranged Substring 2202BC may be disposed at row 1 column 3 . Substring 2202BC may extend horizontally from the first side of column three to the second side of column three. As such, the negative terminal of substring 2202BC may be disposed proximate a first side of row 1 column 3 and the positive terminal of substring 2202BA may be proximate a second side of row 1 column 3. can be arranged Substring 2202BD may be disposed at row 1 column 4 . Substring 2202BD may extend horizontally from the first side of column 4 to the second side of column 4 . As such, the negative terminal of substring 2202BD may be disposed proximate a first side of row 1 column 4 and the positive terminal of substring 2202BD may be proximate a second side of row 1 column 1. can be arranged Row 2 substrings (ie, substrings 2202BE-2202BH) may extend substantially the same as described above with respect to row 1 substring 2202B.

そのため、(第1の列の)サブストリング2202BA及び2202BEの負端子は、列1の第1の側部に近接して(すなわち、第1の短寸基準辺2248Aに近接して)配設され得、サブストリング2202BA及び2202BEの正端子は、列1の第2の側部に近接して配設され得る。(列2の)サブストリング2202BB及び2202BFの負端子は、列2の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BB及び2202BFの正端子は、列2の第2の側部に近接して配設され得る。(列3の)サブストリング2202BC及び2202BGの負端子は、列3の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BB及び2202BFの正端子は、列3の第2の側部に近接して配設され得る。(列4の)サブストリング2202BD及び2202BHの負端子は、列4の第1の側部に近接して配設され得、サブストリング2202BD及び2202BHの正端子は、列4の第2の側部に近接して配設され得る。そのため、サブストリング2202Bの端子は、以下: As such, the negative terminals of substrings 2202BA and 2202BE (of the first column) are disposed proximate the first side of column 1 (ie proximate the first short reference side 2248A). Thus, the positive terminals of substrings 2202BA and 2202BE may be disposed proximate the second side of column one. The negative terminals of substrings 2202BB and 2202BF (of column 2) may be disposed proximate to the first side of column 2, and the positive terminals of substrings 2202BB and 2202BF may be located on the second side of column 2. can be disposed in close proximity to the The negative terminals of substrings 2202BC and 2202BG (of column 3) may be disposed proximate to the first side of column 3, and the positive terminals of substrings 2202BB and 2202BF may be located on the second side of column 3. can be disposed in close proximity to the The negative terminals of substrings 2202BD and 2202BH (of row 4) may be disposed proximate to the first side of row 4, and the positive terminals of substrings 2202BD and 2202BH may be located on the second side of row 4. can be disposed in close proximity to the So the terminals of substring 2202B are:

Figure 2023090679000076

のように配列され得る。
Figure 2023090679000076

can be arranged as

サブストリング2202BA~2202BGは全て、(例えば、図8の例示的な概略図に従って)互いに電気的に並列に接続され得る。そのため、導体(すなわち、リボンワイヤ、導電性バックシートの導電性領域)は、所望の電気的接続を実現し得る端子に電気的に接続され得る。負導体2214は、サブストリング2202BD及び2202BHの負端子に電気的に接続され、第1の長寸基準辺2250Aに向かって経路指定され得る。負導体2214は、同様に、残りのサブストリング2202(すなわち、サブストリング2202BC、2202BG、2202BB、2202BF、2202BA、及び2202BE)の負端子に接続され、同様に、第1の長寸基準辺2250Aに向かって経路指定され得る。追加の負導体2214は、記載の、図22Bの負導体の全てを接続するために利用され得る。そのような追加の負導体2214は、第1の長寸基準辺2250Bに近接して長寸部に沿って経路指定され得る。負導体2214は、第1の短寸基準辺2248Aに向かって経路指定され得る。同様に、正導体2216は、サブストリング2202BA~220BH)の正端子に電気的に接続され、対向する長辺、第2の長寸基準辺2250Bに沿って、第1の短寸基準辺2248Aに向かって経路指定され得る。 All of the substrings 2202BA-2202BG may be electrically connected in parallel with each other (eg, according to the exemplary schematic diagram of FIG. 8). As such, the conductors (ie, ribbon wires, conductive regions of the conductive backsheet) can be electrically connected to terminals that can provide the desired electrical connection. Negative conductor 2214 may be electrically connected to the negative terminals of substrings 2202BD and 2202BH and routed toward first long reference side 2250A. Negative conductor 2214 is similarly connected to the negative terminals of the remaining substrings 2202 (i.e., substrings 2202BC, 2202BG, 2202BB, 2202BF, 2202BA, and 2202BE) and is similarly connected to first long reference side 2250A. can be routed to. An additional negative conductor 2214 can be utilized to connect all of the negative conductors of FIG. 22B as described. Such additional negative conductors 2214 may be routed along the long dimension in proximity to the first long reference side 2250B. Negative conductor 2214 may be routed toward first short reference side 2248A. Similarly, the positive conductor 2216 is electrically connected to the positive terminal of the substrings 2202BA-220BH) along the opposite long side, the second long reference side 2250B, to the first short reference side 2248A. can be routed to.

完全並行ルーフタイルPVセルアレイ2210B及び完全並列ルーフタイルPVモジュール2200Bは、ジャンクションボックス2242を更に備え得る。ジャンクションボックス2242は、第1の短寸基準辺2248及び第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設され得る。そのため、負導体2214は、サブストリング2202BA及び2202BEの端子からジャンクションボックス2242内に経路指定され得る。加えて、正導体2216は、第2の長寸基準辺2250Bに近接して、ジャンクションボックス2242内に経路指定され得る。完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210B及び完全並列ルーフタイルPVセルモジュール2200Bによって生み出される電力は、例えば、図32~図34Bに関連して記載するように、パッシブ及び/又はアクティブのエレクトロニクスによって様々に作用及び影響を受け得、実質的に図22Aに関連して記載するように利用され得る。 Fully parallel roof tile PV cell array 2210B and fully parallel roof tile PV module 2200B may further comprise junction box 2242 . Junction box 2242 may be disposed proximate first short reference side 2248 and second long reference side 2250B. As such, negative conductor 2214 may be routed into junction box 2242 from the terminals of substrings 2202BA and 2202BE. Additionally, positive conductor 2216 may be routed into junction box 2242 proximate second long reference side 2250B. The power generated by the fully parallel roof tile PV cell array 2210B and the fully parallel roof tile PV cell module 2200B may be acted upon and/or varied by passive and/or active electronics, for example, as described with respect to FIGS. 32-34B. It can be affected and utilized substantially as described in connection with FIG. 22A.

図22Bは、各列の第1の側部に配設されるものとして負端子を図示し、各列の第2の側部に配設されるものとして正端子を図示する。この配列を逆にし得ることを理解されたい。加えて、図22Bは、第1の長寸基準辺2250Aに、かつそれに沿って経路指定されるものとして負接続(すなわち、負導体2214)を図示し、第2の長寸基準辺2250Bに、かつそれに沿って経路指定されるものとして正接続(すなわち、正導体2216)を図示する。この配列を、同様に逆にし得ることを理解されたい。図22Bは、第1の短寸基準辺2248Aに近接して配設されているものとしてジャンクションボックス2242を図示する。ジャンクションボックス2242は、同様に、第2の短寸基準辺2248Bに近接して配設され得ることを理解されたい。加えて、図22Bは、第2の長寸基準辺2250Bに近接して配設されているものとしてジャンクションボックス2242を図示する。いくつかの配列では、ジャンクションボックス2242は、同様に、第1の長寸基準辺2250Aに近接して配置され得ることを理解されたい。加えて、上記の全ては、当業者によって理解されるように、種々の組み合わせで実現及び利用され得る。 FIG. 22B illustrates the negative terminal as being disposed on the first side of each row and the positive terminal as being disposed on the second side of each row. It should be appreciated that this arrangement could be reversed. In addition, FIG. 22B illustrates a negative connection (i.e., negative conductor 2214) as routed on and along the first long reference side 2250A, and on the second long reference side 2250B: The positive connection (ie, positive conductor 2216) is illustrated as being routed therealong. It should be appreciated that this arrangement could be reversed as well. FIG. 22B illustrates junction box 2242 as being disposed proximate first short reference side 2248A. It should be appreciated that junction box 2242 may similarly be disposed proximate second short reference side 2248B. In addition, FIG. 22B illustrates junction box 2242 as being disposed proximate second long reference side 2250B. It should be appreciated that in some arrangements, junction box 2242 may be positioned proximate first long reference side 2250A as well. In addition, all of the above can be implemented and used in various combinations, as understood by those skilled in the art.

図22Cは、U字形状サブストリング2202CA~2202CF(概して、U字形状サブストリング2202C)を備える例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Cの例示的なトポロジを図示する。U字形状サブストリング2202CのPVセル2204は、直列に接続され得る。U字形状サブストリング2202CのPVセル2204の直列に接続及び/又は導電性経路は、図22Cにおいて実線の黒色の経路として図示され得る。導電性経路は、任意の数の異なる導電性媒体、例えば、PVセル、銀フィンガ、バスバー、導電性バックシート、リボンワイヤなどを通り得る。図22Cの電気的接続は、導体2234A~2234Fによって達成され得る。図22Cの完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2210Cのトポロジ及び接続は、図1A~図5BのPVセルアレイに対応するものとして理解され得る。そのため、完全並列ルーフタイルPVセルアレイは、本明細書において特に明記しない限り、図1A~図5Bの記載に従って理解され得る。図1A~図5Bのサブストリング(及びサブサブストリング)は、PVセルアレイの長手方向に直列に延在するが、図22Cのサブストリング(及びサブサブストリング)は、PVセルアレイの幅方向に直列に延在し得る(加えて、同様のトポロジ及び接続が、実質的に正方形の形状、又は代替的な形状のPVセルアレイ及びPVモジュールにおいて達成され得る)。 FIG. 22C illustrates an exemplary topology of an exemplary fully parallel roof tile PV cell array 2210C comprising U-shaped substrings 2202CA-2202CF (generally U-shaped substring 2202C). PV cells 2204 of U-shaped substring 2202C may be connected in series. The series connection and/or conductive paths of PV cells 2204 in U-shaped substring 2202C may be illustrated as solid black paths in FIG. 22C. Conductive pathways can pass through any number of different conductive media, such as PV cells, silver fingers, busbars, conductive backsheets, ribbon wires, and the like. Electrical connections in FIG. 22C may be accomplished by conductors 2234A-2234F. The topology and connections of the fully parallel roof tile PV cell array 2210C of FIG. 22C can be understood as corresponding to the PV cell arrays of FIGS. 1A-5B. As such, a fully parallel roof tile PV cell array may be understood according to the description of FIGS. 1A-5B unless otherwise stated herein. The substrings (and sub-substrings) of FIGS. 1A-5B extend serially along the length of the PV cell array, while the substrings (and sub-substrings) of FIG. 22C extend serially across the width of the PV cell array. (Additionally, similar topologies and connections may be achieved in substantially square-shaped or alternatively-shaped PV cell arrays and PV modules).

図23Aは、U字形状サブストリング2302DA~2302DF(概して、U字形状サブストリング2302D)を備える例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2306Dの例示的なトポロジを図示する。図23Aは、隣接するサブストリングの正端子が互いに近接して配設され、同様に、隣接するサブストリングの負端子が互いに近接して配設されるようにサブストリングが配列される(例えば、以下 FIG. 23A illustrates an exemplary topology of an exemplary fully parallel roof tile PV cell array 2306D comprising U-shaped substrings 2302DA-2302DF (generally U-shaped substring 2302D). FIG. 23A shows that the substrings are arranged such that the positive terminals of adjacent substrings are disposed close to each other, and likewise the negative terminals of adjacent substrings are disposed close to each other (e.g., the following

Figure 2023090679000077

のように)、例示的な完全並列ルーフタイルPVセルアレイを図示する。しかしながら、交互の極性の端子が、例えば、以下:
Figure 2023090679000077

), illustrate an exemplary fully parallel roof tile PV cell array. However, if terminals of alternating polarity are used, for example:

Figure 2023090679000078

のように、互いに近接して配設される(例えば、インターリーブされる)ように、U字形状サブストリング2302DA~2302DFを配列することが有利であり得る。加えて、例えば、図1A~図5Bに関連して本明細書に記載するものと同様に、そのようなU字形状サブストリングは、中点交差結合(例えば、サブストリング2302Dのいくつか又は全部の中点、例えば、第1の中点交差結合2340A及び第2の中点交差結合2340Bを電気的に接続する)を含み得る。更に、中点交差結合2340A及び2340Bは、互いに電気的に接続され、完全並列ルーフタイルPVセルアレイ2306Dを更に並列化し得る。
Figure 2023090679000078

It may be advantageous to arrange the U-shaped substrings 2302DA-2302DF so that they are disposed (eg, interleaved) in close proximity to each other such that the U-shaped substrings 2302DA-2302DF are arranged in close proximity to each other, such as . Additionally, such U-shaped substrings, eg, similar to those described herein with respect to FIGS. , eg, electrically connecting a first midpoint cross-couple 2340A and a second midpoint cross-couple 2340B). Additionally, midpoint cross-couples 2340A and 2340B may be electrically connected together to further parallelize fully parallel roof tile PV cell array 2306D.

図22Cのトポロジの利点は、上記に記載されている(例えば、図1A~図5Bに関連して本明細書に記載する利点を参照されたい)。加えて、図23Aのトポロジは、遮光の問題に応じて有利であり得る。例えば、図22Cを参照して、遮光状態がサブストリング2302CC及び2302CFの各々の最後の列を覆ったと仮定する。そのような遮光状態は、同じ電位の2つのサブサブストリング(例えば、負電位端子と中点電位との間に接続された2つのサブサブストリング)が影響を受け得るので、PVセルアレイ2306Cの約3分の1の生産を効果的に低減し得る。しかしながら、図23Aを参照すると、直前に記載したものと同じ遮光状態を仮定すると、影響を受ける2つのサブサブストリングが異なる電位である(1つのサブサブストリングが負電位端子と中点との間に配設され、第2のサブサブストリングが中点と正電位端子との間に配設される)ので、PVセルアレイ2306Dの生産の約6分の1のみが低減され得る。図23Bは、偶数のサブストリング(すなわち、8つのサブストリング)がPVセルアレイの各半分ごとに4つのサブストリングを有し、両側のサブストリング中点が接続された、図23Aのトポロジを図示する。図23A及び図23Bのトポロジは、図22Cのトポロジに関連することが理解されよう。同様に、図22Cのトポロジは、図1A~図5Bのトポロジに対応することが理解され得る(特に、図23Bのトポロジは、図3Gのトポロジに対応すると理解され得る)。そのため、図23A及び図23Bのトポロジと同様のトポロジは、図23A及び図23Bが図22Cに関連するのと同様に、図1A~図5Bに対応すると理解され得る。 The advantages of the topology of FIG. 22C are described above (see, eg, the advantages described herein in connection with FIGS. 1A-5B). Additionally, the topology of FIG. 23A may be advantageous depending on shading concerns. For example, referring to FIG. 22C, assume that the dark condition covers the last row of each of substrings 2302CC and 2302CF. Such a light-blocking state can affect about a third of PV cell array 2306C, since two sub-substrings of the same potential (e.g., two sub-substrings connected between the negative potential terminal and the midpoint potential) can be affected. can effectively reduce the production of 1 of However, referring to FIG. 23A, assuming the same light blocking conditions just described, the two affected sub-substrings are at different potentials (one sub-substring is placed between the negative potential terminal and the midpoint). and a second sub-substring disposed between the midpoint and the positive potential terminal), only about one-sixth of the production of PV cell array 2306D can be reduced. FIG. 23B illustrates the topology of FIG. 23A with an even number of substrings (i.e., 8 substrings) with 4 substrings for each half of the PV cell array, with the substring midpoints on both sides connected. . It will be appreciated that the topologies of Figures 23A and 23B are related to the topology of Figure 22C. Similarly, the topology of FIG. 22C can be understood to correspond to the topologies of FIGS. 1A-5B (in particular, the topology of FIG. 23B can be seen to correspond to the topology of FIG. 3G). As such, topologies similar to those of FIGS. 23A and 23B may be understood to correspond to FIGS. 1A-5B in the same way that FIGS. 23A and 23B relate to FIG. 22C.

図23Cは、奇数のサブストリング(すなわち、7つのサブストリング)がPVセルアレイの各半分当たり3.5個のサブストリングを有する、図23Aのトポロジと同様のトポロジを図示する。各ハーフPVセルアレイは、3つのフルサブストリングと、サブストリングの半分とを含む。この配列は、光起電力モジュールのサイズが奇数のPVセル列を好むようにサイズ決めされるとき、及び/又は光起電力モジュールの好ましい総電流が奇数のPVセル列に対応するときに有用であり得る。例えば、210mm幅の太陽電池が使用され、1500mm未満のルーフタイルが所望される場合、図23Cに図示するように太陽電池の7列を配列することが好ましくあり得る。 FIG. 23C illustrates a topology similar to that of FIG. 23A with an odd number of substrings (ie, 7 substrings) having 3.5 substrings in each half of the PV cell array. Each half PV cell array includes three full substrings and half of the substrings. This arrangement is useful when the size of the photovoltaic module is sized to favor an odd number of PV cell strings and/or when the preferred total current of the photovoltaic module corresponds to an odd number of PV cell strings. obtain. For example, if 210 mm wide solar cells are used and less than 1500 mm roof tiles are desired, it may be preferable to arrange seven rows of solar cells as illustrated in FIG. 23C.

図24Aは、図20Aの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2400Aを図示する。そのため、図24Aのサブストリング2402AH~2402AHは、それぞれ、図20Aのサブストリング2002AA~2002AHに対応するものとして理解され得る。加えて、図24Aの導電性トレースは、図20Aの導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図24Aの導電性トレース2414及び2416は、それぞれ、図20Aの導体2014及び2016に対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2400A上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図20AのPVセルアレイ2210Aが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図20Aのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 24A illustrates an exemplary conductive backsheet 2400A that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20A. As such, substrings 2402AH-2402AH of FIG. 24A may be understood as corresponding to substrings 2002AA-2002AH of FIG. 20A, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 24A can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 20A. As such, conductive traces 2414 and 2416 of FIG. 24A may be understood as corresponding to conductors 2014 and 2016 of FIG. 20A, respectively. As such, it will be appreciated that the mounting of rear-contact PV cells onto a conductive backsheet 2400A can provide the PV cell array 2210A of FIG. 20A. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 20A can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

図24Bは、図20Bの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2400Bを図示する。そのため、図24Bのサブストリング2402BA~2402BHは、それぞれ、図20Bのサブストリング2002BA~2002BHに対応するものとして理解され得る。加えて、図24Bの導電性トレースは、図20Bの導体に対応するものとして理解され得る。そのため、図24Bの導電性トレース2414及び2416は、それぞれ、図20Bの導体2014及び2016に対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2400B上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図20BのPVセルアレイ2210Bが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図20Bのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 24B illustrates an exemplary conductive backsheet 2400B that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20B. As such, substrings 2402BA-2402BH of FIG. 24B may be understood as corresponding to substrings 2002BA-2002BH of FIG. 20B, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 24B can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 20B. As such, conductive traces 2414 and 2416 of FIG. 24B may be understood as corresponding to conductors 2014 and 2016 of FIG. 20B, respectively. As such, it will be appreciated that the mounting of rear-contact PV cells onto a conductive backsheet 2400B can provide the PV cell array 2210B of FIG. 20B. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 20B can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

図24Cは、図20Cの例示的なルーフタイル垂直PVセルアレイを実現し得る例示的な導電性バックシート2400Cを図示する。そのため、図24Cのサブストリング2402CA~2402CFは、それぞれ、図20Cのサブストリング2002CA~2002CFに対応するものとして理解され得る。加えて、図24Cの導電性トレースは、図20C(より少ないPVセルのサブストリングを有する図3A)の導体に対応するものとして理解され得る。そのため、導電性バックシート2400C上へのリアコンタクトPVセルの装着により、図20CのPVセルアレイ2210Cが実現され得ることが理解されるであろう。加えて、図20Cのトポロジは、様々に実現され得る(例えば、リボンワイヤ接続、導電性バックシート接続)ことが理解され得る。 FIG. 24C illustrates an exemplary conductive backsheet 2400C that can implement the exemplary roof tile vertical PV cell array of FIG. 20C. As such, substrings 2402CA-2402CF of FIG. 24C may be understood as corresponding to substrings 2002CA-2002CF of FIG. 20C, respectively. Additionally, the conductive traces of FIG. 24C can be understood as corresponding to the conductors of FIG. 20C (FIG. 3A with fewer PV cell substrings). As such, it will be appreciated that the mounting of rear-contact PV cells onto a conductive backsheet 2400C can provide the PV cell array 2210C of FIG. 20C. Additionally, it can be appreciated that the topology of FIG. 20C can be variously implemented (eg, ribbon wire connections, conductive backsheet connections).

更に図24Aを参照すると、導電性バックシート2400Aを用いて、各列のPVセルが互いに電気的に並列に接続され得ることが理解され得る。これらの接続は、サブストリングの隣接する列の間で導電性バックシートを切断しない(又は別様に分離しない)ことによって得られ得る。したがって、導電性バックシート2001Aによって接続されたサブストリング2402A~2402Dの各々のPVセルは、全交差結合と電気的に直並列に接続されている(すなわち、TCTで接続されている)と見なされ得る。そのような接続は、ルーフタイル垂直PVセルアレイを更に並列化し得、不整合状態の緩和の増大を可能にし得る。同様に、図24Bを参照すると、同じ列のPVセルは、TCTにおいて接続され得る。 Still referring to FIG. 24A, it can be seen that each row of PV cells can be electrically connected in parallel with each other using a conductive backsheet 2400A. These connections may be obtained by not cutting (or otherwise separating) the conductive backsheet between adjacent rows of substrings. Thus, the PV cells in each of substrings 2402A-2402D connected by conductive backsheet 2001A are considered to be electrically series-parallel connected (ie, TCT connected) with all cross-couplings. obtain. Such connections may further parallelize roof tile vertical PV cell arrays and allow for increased mitigation of mismatch conditions. Similarly, referring to FIG. 24B, PV cells in the same column can be connected at the TCT.

本開示の態様は、PVセルアレイ及びPVモジュールと様々に接続され、かつ/又は含まれるエレクトロニクス、例えば、電力デバイス(例えば、DC-DC変換器、オプティマイザ、MPPTコントローラ、インバータ、マイクロインバータなど)に関する。追加的又は代替的に、本開示の態様は、電力デバイスの交換可能性及び/又は交換容易性に関する。PV発電機(例えば、PVセル、PVセルアレイ、PVモジュール)は、光エネルギーが照射されたときに電力を生み出し得る。様々な状態が、PV発電機の電力生産に影響を及ぼし得る。例えば、部分的な遮光状態は、PV発電機の電力生産に悪影響を及ぼし得る。更に、PV発電機は、負荷(例えば、バッテリ、グリッド、電気製品、インバータなど)に接続され得る。負荷自体(例えば、負荷のインピーダンス)は、負荷が接続されるPV発電機の電力生産に影響を及ぼし得、問題は、多くの場合、環境状態によって悪化させられる。多くの場合、PVモジュールの電力生産に良い影響を与えることが望ましくあり得る。これは、エレクトロニクス、例えば、オプティマイザ、DC-DC変換器、及び/又はマイクロインバータをPVモジュールの電力出力と直列に様々に接続することによって行われ得る。例えば、上記のように、負荷自体が、PVモジュールによって生成される電力に影響を及ぼし得る。そのため、特定の状態下のPVモジュールは、発電が最大であり得る負荷インピーダンスを有し得る。そのため、オプティマイザ及び/又はDC-DC変換器を電力出力(例えば、PVモジュールの正及び負のリード線)に接続して、PV発電機によって生み出される電力に積極的に影響を及ぼし得る。実施例によれば、これは、電力点追跡(power point tracking、PPT)及び/又は最大電力点追跡(MPPT)によって実現され、PV発電機が受けるインピーダンスを変化させて、任意の特定の時間及び状態においてPV発電機の電力出力の増加を達成し得る。そのため、PVモジュール装着から電力効果的に収穫し得る。代替構成では、マイクロインバータが、PVモジュールの電力出力に接続され得る。そのような実施例によれば、電力は、PVモジュール装着からより効果的に結合され、収穫され得る。 Aspects of the present disclosure relate to electronics, eg, power devices (eg, DC-DC converters, optimizers, MPPT controllers, inverters, microinverters, etc.) that are variously connected to and/or included with PV cell arrays and PV modules. Additionally or alternatively, aspects of the present disclosure relate to replaceability and/or ease of replacement of power devices. PV generators (eg, PV cells, PV cell arrays, PV modules) can produce electrical power when illuminated with light energy. Various conditions can affect the power production of a PV generator. For example, partial shading conditions can adversely affect the power production of PV generators. In addition, PV generators can be connected to loads (eg, batteries, grids, appliances, inverters, etc.). The load itself (eg, the impedance of the load) can affect the power production of the PV generator to which it is connected, a problem often exacerbated by environmental conditions. In many cases, it may be desirable to positively influence the power production of PV modules. This can be done by variously connecting electronics such as optimizers, DC-DC converters, and/or microinverters in series with the power output of the PV module. For example, as noted above, the load itself can affect the power produced by the PV modules. As such, a PV module under certain conditions may have a load impedance at which power generation may be maximized. As such, optimizers and/or DC-DC converters may be connected to power outputs (eg, positive and negative leads of PV modules) to positively influence the power produced by the PV generator. According to an embodiment, this is accomplished by power point tracking (PPT) and/or maximum power point tracking (MPPT), varying the impedance experienced by the PV generator to allow for any particular time and An increase in the power output of the PV generator can be achieved in conditions. As such, power can be efficiently harvested from PV module installations. In an alternative configuration, a microinverter may be connected to the power output of the PV module. According to such embodiments, power can be more effectively coupled and harvested from PV module installations.

多くの場合、PVモジュールのPVセルアレイは、ジャンクションボックスに電気的に接続される。ジャンクションボックスは、多くの場合、PVモジュールの表面(例えば、前面、背面)上に配設される。ジャンクションボックスは、多くの場合、ジャンクションボックスから延在し得、PV発電機によって生み出される電力を利用し得る正リード線及び負極リード線を含む。PV発電機リード線は、多くの場合、補的なコネクタを有する更なる構成要素への接続を可能にする着脱可能なコネクタ(例えば、MC4コネクタ)を含む。そのため、追加の構成要素、例えば、追加のPVモジュール、エレクトロニクス、電力デバイス、負荷などが、ジャンクションボックスから延在するリード線に接続された着脱可能なPVモジュールコネクタにおいてPVモジュールに接続され、PVモジュールから切り離され得る。しかしながら、そのような着脱可能なコネクタは、欠点を伴う場合がある。例えば、電力デバイス、例えば、DC-DC変換器、オプティマイザ及び/又はマイクロインバータがPVモジュールリード線に接続される配列によれば、多くの場合、PVモジュールリード線はコネクタを用いて生産され、電力デバイス入力は関連するコネクタを用いて生産され、(例えば、追加の構成要素に接続される)電力デバイス出力は関連するコネクタを用いて生産される。各コネクタは、生産コストの増加を伴う。加えて、着脱可能なコネクタは、多くの場合、一体化された接続(例えば、はんだ接続、圧着接続、ねじ接続)と比較して、信頼性の低下、例えば、平均故障時間(mean time before failure、MTBF)の増加を伴う。加えて、着脱可能なコネクタは、一体化された接続と比較して、抵抗の増加、したがってPV発電機性能の低下に関連付けられ得る。そのため、PVモジュールジャンクションボックスに電力デバイス、例えばオプティマイザ、インバータなどを組み込むための解決策が提案されている。しかしながら、そのような解決策は、追加の問題、例えば、不十分な熱管理及び熱劣化の増加を被り得る。そのため、本明細書における態様は、上記で特定された問題に対する解決策に関する。 In many cases, the PV cell array of a PV module is electrically connected to a junction box. Junction boxes are often located on the surface (eg, front, back) of a PV module. Junction boxes often include positive and negative leads that may extend from the junction box and take advantage of the power produced by the PV generator. PV generator leads often include removable connectors (eg, MC4 connectors) that allow connection to additional components with complementary connectors. As such, additional components, e.g., additional PV modules, electronics, power devices, loads, etc., are connected to the PV module at detachable PV module connectors connected to leads extending from the junction box. can be separated from However, such detachable connectors may have drawbacks. For example, according to an arrangement in which power devices such as DC-DC converters, optimizers and/or microinverters are connected to PV module leads, PV module leads are often produced using connectors to Device inputs are produced using associated connectors, and power device outputs (eg, connected to additional components) are produced using associated connectors. Each connector entails an increase in production costs. In addition, detachable connectors often have reduced reliability, e.g. , MTBF). In addition, detachable connectors can be associated with increased resistance and therefore reduced PV generator performance compared to integral connections. Therefore, solutions have been proposed to incorporate power devices, such as optimizers, inverters, etc., into PV module junction boxes. However, such solutions can suffer from additional problems, such as poor thermal management and increased thermal degradation. As such, aspects herein relate to solutions to the problems identified above.

図25は、本開示の1つ以上の態様による例示的な延伸一体化電力デバイス2500を図示する。図25を参照すると、延伸一体化電力デバイス2500は、電力デバイス2502を備え得る(電力デバイスは、PE3202と実質的に同様であり得、及び/又はそれを備え得、及び/又はそれに備えられ得る)。電力デバイス2502は、電力デバイス電子構成要素及び回路を備え得る。例えば、電力デバイスは、例えば、PV発電機(例えば、PVセルアレイ、PVモジュール)の電力生産を最適化する、PV発電機によって生み出される電力をDC-DC変換する、及び/又はPV発電機によって生み出される電力を反転させる(例えば、マイクロインバータ)ための電子構成要素及び回路を備え得る。電力デバイスは、追加的に又は代替的に、PV発電機の電力生産に様々に作用するように、パッシブ電子構成要素(例えば、ダイオード)を含み得る。電力デバイス2502は、第1の入力端子2514A及び第2の入力端子2514Bを更に備え得る。PV発電機からの電力は、第1の入力端子2514A及び第2の入力端2514Bにおいて電力デバイス2502に入力され得る。加えて、電力デバイス2502は、第1の出力端子2516A及び第2の出力端子2516Bを更に備え得る。PV発電機によって生み出され、電力デバイス2502が作用し得る電力は、第1の出力端子2516A及び第2の出力端子2516Bにおいて利用され得る。 FIG. 25 illustrates an exemplary stretch integrated power device 2500 according to one or more aspects of the disclosure. Referring to FIG. 25, a stretch integrated power device 2500 may comprise a power device 2502 (the power device may be substantially similar to and/or may comprise and/or be provided with PE 3202). ). Power device 2502 may comprise power device electronic components and circuitry. For example, power devices may, for example, optimize power production of PV generators (eg, PV cell arrays, PV modules), DC-DC convert power produced by PV generators, and/or may include electronic components and circuitry for inverting the power supplied (eg, a microinverter). Power devices may additionally or alternatively include passive electronic components (eg, diodes) to affect the power production of the PV generator in various ways. Power device 2502 may further comprise a first input terminal 2514A and a second input terminal 2514B. Power from the PV generator may be input to power device 2502 at first input terminal 2514A and second input terminal 2514B. Additionally, power device 2502 may further comprise a first output terminal 2516A and a second output terminal 2516B. Power produced by the PV generator and operable by power device 2502 may be utilized at first output terminal 2516A and second output terminal 2516B.

延伸一体化電力デバイス2500は、ジャンクションボックス2504を更に備え得る。ジャンクションボックス2504は、ジャンクションボックスハウジング2506を含み得る。ジャンクションボックスハウジング2506は、PVモジュール2522の表面に取り付けられるように機械的に構成され得る(PVモジュール2522の一部のみが図25に図示されている)。例えば、ジャンクションボックス2504は、PVモジュール2522の非導電性表面に取り付けられ得る。例えば、ジャンクションボックス2504は、PVモジュール2522の背面に取り付けられ得る。代替的に、ジャンクションボックス2504は、PVモジュール2522の前面に(例えば、ルーフタイルPVモジュール上に)取り付けられてもよい。ジャンクションボックス2504は、ジャンクションボックス2504が取り付けられるPVモジュールのPVセルの少なくとも一部分に結合されるセル導体を受け入れるための開口部2510を備え得る。そのため、正PVセル導体及び負PVセル導体は、ジャンクションボックス開口部2510を通ってジャンクションボックス2504内に経路指定され得る。ジャンクションボックス2504は、第1の導電性コンタクト2508A及び第2の導電性コンタクト2508Bを更に備え得る。負PVセル導体は、第1の導電性コンタクト2508Aに電気的に接続され得、正PVセル導体は、第2の導電性コンタクト2508Bに電気的に接続され得る。そのため、PVセルモジュール(及びPVセルアレイ)の開回路電圧は、第1の導電性コンタクト2508A及び第2の導電性コンタクト2508Bにわたって測定され得る。 Stretch integrated power device 2500 may further comprise a junction box 2504 . Junction box 2504 may include junction box housing 2506 . Junction box housing 2506 may be mechanically configured to attach to a surface of PV module 2522 (only a portion of PV module 2522 is shown in FIG. 25). For example, junction box 2504 can be attached to a non-conductive surface of PV module 2522 . For example, junction box 2504 can be attached to the back of PV module 2522 . Alternatively, junction box 2504 may be attached to the front of PV module 2522 (eg, on a roof tile PV module). Junction box 2504 may include openings 2510 for receiving cell conductors coupled to at least a portion of the PV cells of the PV module to which junction box 2504 is attached. As such, the positive and negative PV cell conductors can be routed into junction box 2504 through junction box opening 2510 . Junction box 2504 may further comprise a first conductive contact 2508A and a second conductive contact 2508B. A negative PV cell conductor can be electrically connected to a first conductive contact 2508A and a positive PV cell conductor can be electrically connected to a second conductive contact 2508B. As such, the open circuit voltage of the PV cell module (and PV cell array) can be measured across the first conductive contact 2508A and the second conductive contact 2508B.

延伸一体化電力デバイス2500は、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bを更に備え得る。第1の入力導体2504A及び第2の入力導体2512Bは、ジャンクションボックス2504及びジャンクションボックスハウジング2506から延在し得る。ジャンクションボックス2504の内部で、第1の入力導体2512Aの第1の端部は、第1の導電性コンタクト2508Aに電気的に結合され、かつ一体的に結合され得る。更に、ジャンクションボックス2504の内部で、第2の入力導体2504Bの第1の端部は、第2の導電性コンタクト2508Bに電気的に結合され、一体的に結合され得る。本明細書で使用される場合、「一体的に」及び「一体化された」、例えば、「~に一体的に」結合された、「~と一体的に」結合された、「~と一体的に」接続された、又は「~と一体化された」は、例えば、接続が破壊された場合に接続の面積が変更され得る「恒久的な」取り付け方法を介して結合されることを意味し得る。「一体的に」結合される、又は「一体化される」と見なされ得る例示的な結合方法は、はんだ付け接続、圧着接続、及び/又はねじ接続を含み得る。着脱可能なコネクタ(例えば、MC4コネクタ)を介した接続は、「一体的に」結合された、又は「一体化された」と見なされなくてもよい。ジャンクションボックス2504の外側で、第1の導体2512Aの第2の端部は、電力デバイス2502の第1の入力端子2514Aに電気的に接続され、かつ一体的に接続され得る。加えて、ジャンクションボックス2504の外側で、第2の導体2512Bの第2の端部は、電力デバイス2502の第2の入力端子2512Bに電気的に接続され、かつ一体的に接続され得る。 Stretch integrated power device 2500 may further comprise a first input conductor 2512A and a second input conductor 2512B. A first input conductor 2504 A and a second input conductor 2512 B may extend from junction box 2504 and junction box housing 2506 . Inside junction box 2504, a first end of first input conductor 2512A may be electrically coupled to and integrally coupled to first conductive contact 2508A. Further, within junction box 2504, a first end of second input conductor 2504B may be electrically coupled to and integrally coupled to second conductive contact 2508B. As used herein, "integrally" and "integrated", e.g., "integrally with", "integrally with", "integral with" 'connected to' or 'integrated with' means coupled via a 'permanent' attachment method that can change the area of the connection if, for example, the connection is broken can. Exemplary bonding methods that may be "integrally" bonded or considered "integrated" may include soldered, crimped, and/or threaded connections. A connection via a detachable connector (eg, an MC4 connector) may not be considered "integrally" coupled or "integrated." Outside the junction box 2504 , the second end of the first conductor 2512A can be electrically connected and integrally connected to the first input terminal 2514A of the power device 2502 . Additionally, outside the junction box 2504 , the second end of the second conductor 2512 B may be electrically connected and integrally connected to the second input terminal 2512 B of the power device 2502 .

電力デバイス2502は、ジャンクションボックス2504から(例えば、第1の導体2512A及び第2の導体2512Bの長さの距離だけ)離れていてもよい。そのため、電力デバイスがジャンクションボックス内に配設される配列と比較して、簡素化された熱管理が理解され得る。例えば、ジャンクションボックス2504の外側に配設されることによって、電力デバイス2502及びジャンクションボックス構成要素(例えば、電気的接続、電子構成要素)の熱要件は、電力デバイス及び内部ジャンクションボックス構成要素の熱的考慮事項が別々に管理され得るので、より容易に管理され得る。加えて、電力デバイスがジャンクションボックスの外部にある状態で、電力デバイスとジャンクションボックスの内部構成要素とをともにパッケージ化することによる電力デバイス及びジャンクションボックスの内部構成要素との加熱の増加が回避され得る。更に、この配列では、電力デバイス2502の追加の熱管理が得られ得る。例えば、PVモジュールは、多くの場合、PVモジュールの周囲に金属フレームを備える。第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、電力デバイス2502がPVモジュールフレームの一部分に達することを可能にするのに十分な長さであり得る。電力デバイス2502は、PVモジュールフレームに取り付けられるように機械的に構成され得る。加えて、電力デバイス2502は、PVモジュールフレームに取り付けられた場合にPVモジュールフレームへの熱伝達を可能にするように(例えば、PVモジュールフレームがヒートシンクとして機能することを可能にするように)機械的に構成され得る。追加的に又は代替的に、電力デバイス2502は、PVモジュールの表面(例えば、PVモジュールの非導電性表面(例えば、ルーフタイルPVモジュールの)背面又は前面)に取り付けられるように機械的に構成され得る。 Power device 2502 may be separated from junction box 2504 (eg, by a distance the length of first conductor 2512A and second conductor 2512B). As such, simplified thermal management can be seen compared to an arrangement in which the power devices are arranged within the junction box. For example, being disposed outside of the junction box 2504, the thermal requirements of the power device 2502 and junction box components (eg, electrical connections, electronic components) are reduced to those of the power device and internal junction box components. It can be managed more easily because the considerations can be managed separately. In addition, increased heating of the power device and the internal components of the junction box by packaging the power device and the internal components of the junction box together while the power device is external to the junction box may be avoided. . Additionally, additional thermal management of the power device 2502 may be obtained with this arrangement. For example, PV modules often include a metal frame around the PV module. First input conductor 2512A and second input conductor 2512B may be of sufficient length to allow power device 2502 to reach a portion of the PV module frame. Power device 2502 may be mechanically configured to attach to a PV module frame. Additionally, the power device 2502 is mechanically configured to enable heat transfer to the PV module frame (eg, to enable the PV module frame to act as a heat sink) when attached to the PV module frame. can be configured Additionally or alternatively, the power device 2502 is mechanically configured to attach to a surface of a PV module (eg, the back or front of a non-conductive surface of the PV module (eg, of a roof tile PV module)). obtain.

引き続き図25を参照すると、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、ジャンクションボックス2504と電力デバイス2502との間にいくらかの長さにわたって延在し得る。第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bを切断し(例えば、電力デバイス2502を除去し)、第1の導電性コンタクト2508A及び第2の導電性コンタクト2508Bにそれぞれ依然として結合され得る第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bの残りの部分に交換用電力デバイスを接続することが可能であるように、十分な長さであり得る。例えば、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、切断され、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bの2つの新しい第2の端部をもたらし得、電力デバイス2502は、除去され得る。第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bの新しい第2の端部は、交換用電力デバイスの第1の入力端子及び第2の入力端子にそれぞれ一体的に接続され得る。例えば、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、交換用電力デバイスの第1の入力端子及び第2の入力端子にはんだ付け、圧着、又はねじ留めされ得る。追加的又は代替的に、交換用電力デバイスは、それ自体の第1の入力導体及び第2の入力導体を有し得る。そのため、交換用電力デバイスの第1の入力導体及び第2の入力導体は、それぞれ、残りの第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bに一体的に接続され、例えば、はんだ付けされるか、圧着されるか、又は(例えば、ねじ端子ブロックを介して)ねじ留めされ得る。そのため、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、長さが少なくとも1.5インチ~2インチであり得る。第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bの任意の長さが、本明細書で企図される。 With continued reference to FIG. 25 , first input conductor 2512 A and second input conductor 2512 B may extend some length between junction box 2504 and power device 2502 . The first input conductor 2512A and the second input conductor 2512B are disconnected (e.g., removing the power device 2502) and the first conductive contact 2508A and the second input conductor 2512B are disconnected. Sufficient length so that it is possible to connect a replacement power device to the remaining portions of first input conductor 2512A and second input conductor 2512B, which may still be coupled to second conductive contact 2508B, respectively. can be For example, first input conductor 2512A and second input conductor 2512B may be cut, resulting in two new second ends of first input conductor 2512A and second input conductor 2512B, and power device 2502 may , can be removed. The new second ends of the first input conductor 2512A and the second input conductor 2512B may be integrally connected to the first and second input terminals, respectively, of the replacement power device. For example, the first input conductor 2512A and the second input conductor 2512B can be soldered, crimped, or screwed to the first and second input terminals of the replacement power device. Additionally or alternatively, the replacement power device may have its own first input conductor and second input conductor. As such, the first and second input conductors of the replacement power device are integrally connected, eg, soldered, to the remaining first and second input conductors 2512A and 2512B, respectively. or crimped or screwed (eg, via a screw terminal block). As such, the first input conductor 2512A and the second input conductor 2512B can be at least 1.5 inches to 2 inches in length. Any length of first input conductor 2512A and second input conductor 2512B is contemplated herein.

延伸一体化電力デバイス2500は、第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518Bを更に備え得る。第1の出力導体及び第2の出力導体は、電力デバイス2502から延在し得る。第1の出力導体2518Aは、その第1の端部において、電力デバイス2502の第1の出力端子2516Aに一体的に電気的に接続され得る。第2の出力導体2518Bは、第2の端部において、電力デバイスの第2の出力端子2516Bに一体的に電気的に接続され得る。第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518Bは、電力デバイスから延在し得る。第1の着脱可能なコネクタ2520A(例えば、MC4コネクタ)は、その第2の端部において第1の出力導体2518Aと結合され得る。第2の着脱可能なコネクタ2520B(例えば、MC4コネクタ)は、その第2の端部において第2の出力導体2518Bと結合され得る。そのため、ジャンクションボックス2504が取り付けられ得るPVモジュールによって生み出され、電力デバイス2502によって作用される電力は、第1の着脱可能なコネクタ2520A及び第2の着脱可能なコネクタ2520Bにおいて(例えば、1つ以上の追加のPVモジュールと接続される負荷に)利用され得る。例えば、第1の着脱可能なコネクタ2520A及び第2の着脱可能なコネクタ2520Bは、追加のPVモジュール、ユーティリティグリッド、バッテリ、及び/又は追加の電子部品(例えば、インバータ)に接続され得る。そのため、PV発電機によって生み出される電力に作用するように、及び/又はPV発電機(例えば、DC-DC変換器、オプティマイザ、インバータ、マイクロインバータなど)によって生み出される電力で作用するように構成された電力デバイス2502は、本明細書では、2つの着脱可能なコネクタのみを含むものとして企図される。そのような構成は、着脱可能なコネクタが生産コストの増加を伴い得るので、有利であり得る。加えて、着脱可能なコネクタの着脱可能な接続は、一体化された接続と比較して、MTBFの増加及び効率の低下に関連付けられ得る。 Stretch integrated power device 2500 may further comprise a first output conductor 2518A and a second output conductor 2518B. A first output conductor and a second output conductor may extend from power device 2502 . First output conductor 2518A may be integrally electrically connected at its first end to first output terminal 2516A of power device 2502 . A second output conductor 2518B may be integrally electrically connected at a second end to a second output terminal 2516B of the power device. A first output conductor 2518A and a second output conductor 2518B may extend from the power device. A first detachable connector 2520A (eg, an MC4 connector) may be coupled at its second end to a first output conductor 2518A. A second detachable connector 2520B (eg, an MC4 connector) may be coupled at its second end to the second output conductor 2518B. As such, power generated by the PV module to which the junction box 2504 may be attached and acted upon by the power device 2502 is directed at the first removable connector 2520A and the second removable connector 2520B (eg, one or more additional PV modules and loads). For example, the first removable connector 2520A and the second removable connector 2520B may connect to additional PV modules, utility grids, batteries, and/or additional electronic components (eg, inverters). As such, it is configured to operate on power produced by a PV generator and/or to operate on power produced by a PV generator (e.g., DC-DC converter, optimizer, inverter, microinverter, etc.). Power device 2502 is contemplated herein as including only two detachable connectors. Such a configuration can be advantageous as detachable connectors can entail increased production costs. Additionally, detachable connections of detachable connectors can be associated with increased MTBF and decreased efficiency compared to integral connections.

多くの場合、PVモジュールの生産フローにおいて、PVモジュールの生産者(例えば、製造者)は、PVモジュールに追加される「既製の」ケーブルアセンブリ(例えば、ジャンクションボックス、リード線、及びコネクタを含む)を購入し得る。加えて、電力デバイスの使用が所望される場合、電力デバイスは、別個の構成要素として、着脱可能なコネクタを使用してリード線に追加され得る。本開示によれば、電力デバイス2502は、「既製の」ケーブルアセンブリとしてジャンクションボックス2504と一体的に接続され、生産され得る。そのため、生産コストが低減され得、部品の信頼性が高められる。 Often, in the PV module production flow, the PV module producer (e.g., manufacturer) provides "off-the-shelf" cable assemblies (e.g., including junction boxes, leads, and connectors) that are added to the PV module. can buy. Additionally, if the use of a power device is desired, the power device can be added to the lead as a separate component using a detachable connector. According to the present disclosure, power device 2502 may be integrally connected with junction box 2504 and produced as an “off-the-shelf” cable assembly. As such, production costs can be reduced and component reliability is enhanced.

本開示によれば、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは、第1のタイプの金属で作られ得、第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518Bは、第1のタイプの金属とは異なる第2のタイプの金属で作られ得る。例えば、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512Bは銅で作られ得、第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518Bはアルミニウムで作られ得る。そのため、電力デバイス交換が実行され得る場所では、例えば、交換の容易さ及び長期信頼性を向上させるために、優れた導体(例えば、銅)が利用され得る。加えて、交換部品がそれほど重要でない場合(例えば、第1の出力導体及び第2の出力導体において)、代替の導体(例えば、アルミニウム)が、費用効果を改善するために利用され得る。本明細書では、第1の入力導体2512A及び第2の入力導体2512B、並びに第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518Bは、同じ金属(例えば、全て銅、全てアルミニウムなど)から作られ得ることが企図される。交換用電力デバイスは、交換用電力デバイスアセンブリとして提供され得ることが理解され得る。そのような交換用電力デバイスアセンブリは、第1の出力導体2518A及び第2の出力導体2518B、並びに第1の着脱可能なコネクタ2520A及び第2の着脱可能なコネクタ2520Bを含み得る。 According to the present disclosure, first input conductor 2512A and second input conductor 2512B may be made of a first type of metal, and first output conductor 2518A and second output conductor 2518B may be made of a first It may be made of a second type of metal different from the type of metal. For example, first input conductor 2512A and second input conductor 2512B may be made of copper, and first output conductor 2518A and second output conductor 2518B may be made of aluminum. As such, where power device replacement may be performed, superior conductors (eg, copper) may be utilized, for example, to improve ease of replacement and long-term reliability. Additionally, where replacement parts are less critical (eg, in the first and second output conductors), alternate conductors (eg, aluminum) can be utilized to improve cost effectiveness. As used herein, first input conductor 2512A and second input conductor 2512B, and first output conductor 2518A and second output conductor 2518B are made of the same metal (eg, all copper, all aluminum, etc.). It is contemplated to obtain It can be appreciated that the replacement power device may be provided as a replacement power device assembly. Such a replacement power device assembly may include first output conductors 2518A and second output conductors 2518B, and first removable connectors 2520A and second removable connectors 2520B.

図25の電力デバイス2502は矩形として図示されているが、本明細書では様々な形状の電力デバイス2502が企図されている。例えば、態様によれば、電力デバイス2502は、缶(例えば、円筒)形状であり得る(例えば、図26を参照)。缶形状の電力デバイス2502は、円筒形状が、それが一体的に取り付けられ得る導体の形状により容易に対応し得るので、パッケージングに関して有利であり得る。 Although power device 2502 in FIG. 25 is illustrated as rectangular, various shapes of power device 2502 are contemplated herein. For example, according to aspects, the power device 2502 may be can (eg, cylindrical) shaped (see, eg, FIG. 26). A can-shaped power device 2502 may be advantageous for packaging, as the cylindrical shape may more readily accommodate the shape of the conductor to which it may be integrally attached.

加えて、延伸一体化電力デバイスは、交換可能な電力デバイス構成要素を有する電力デバイスカートリッジ本体を備え得ることが本明細書において企図される。図26は、例示的な延伸一体化カートリッジ電力デバイス2600を図示する。図26を参照すると、延伸一体化カートリッジ電力デバイス2600は、開放可能なカートリッジ本体2602を備え得る。開放可能なカートリッジ本体2602は、開放可能なアクセス2622を含み得る。開放可能なアクセス2622は、開放可能なカートリッジ本体2602の内部を露出させるために開放され得る。電力デバイスエレクトロニクスパッケージ2624(例えば、電力デバイス部品、回路基板など)は、カートリッジ本体の内側に配設され得る。そのため、電力デバイスエレクトロニクスパッケージ2624をカートリッジ本体2602から取り外し、交換用電力デバイスエレクトロニクスパッケージ2624を挿入することによって、電力デバイスを効果的に取り外し、かつ/又は交換し得る。そのような延伸一体化カートリッジ電力デバイス2600は、上述したような延伸一体化電力デバイスの利点の全てを伴い得る。更に、延伸一体化カートリッジ電力デバイス2600は、ケーブルを切断及び修理することなく交換され得る。そのため、そのような延伸一体化カートリッジ電力デバイス2600は、交換可能性の増加した容易さと関連付けられ得る。 Additionally, it is contemplated herein that the stretch integrated power device may comprise a power device cartridge body having replaceable power device components. FIG. 26 illustrates an exemplary stretch integrated cartridge power device 2600. FIG. Referring to FIG. 26, a stretch integrated cartridge power device 2600 can comprise an openable cartridge body 2602 . Openable cartridge body 2602 may include openable access 2622 . Openable access 2622 can be opened to expose the interior of openable cartridge body 2602 . A power device electronics package 2624 (eg, power device components, circuit boards, etc.) may be disposed inside the cartridge body. As such, a power device may be effectively removed and/or replaced by removing the power device electronics package 2624 from the cartridge body 2602 and inserting a replacement power device electronics package 2624 . Such a stretch integrated cartridge power device 2600 may entail all of the advantages of stretch integrated power devices as described above. Further, the stretch integrated cartridge power device 2600 can be replaced without cutting and repairing cables. As such, such a stretch integrated cartridge power device 2600 may be associated with increased ease of interchangeability.

態様によれば、延伸一体化電力デバイスは、PVモジュールジャンクションボックス及びPVセルアレイと様々に一体化され得る。図27Aは、本開示の1つ以上の態様による、例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。図27Aを参照すると、延伸一体化電力デバイス2700は、様々な構成のジャンクションボックスコンタクト2708を含み得る。図27Aを参照すると、ジャンクションボックス2706は、ジャンクションボックス2706が結合され得るPVモジュール2730のPVセルアレイの追加のサブストリングの電気的接続のための追加のコンタクト2708を含み得る。ジャンクションボックス2706は、第1のコンタクト2708A、第2のコンタクト2708B、第3のコンタクト2708C、及び第4のコンタクト2708Dを含み得る。PVセルアレイ及びPVモジュール2730のPVセルサブストリングのうちの1つ以上に接続されたPVセルアレイ導体(例えば、リボンワイヤ)は、第1~第4のコンタクト2708A~2708Dに接続され得る。例えば、ジャンクションボックスが接続され得るPVセルアレイは、直列に接続されたPVセルの3つの直列に接続されたサブストリングを含み得る。そのため、PVセルアレイは、ジャンクションボックス2706の4つのコンタクト2708A~2708Dに接続され得る。第1の入力導体2712Aは、その第1の端部において、第1のコンタクト2708A(例えば、PVセルアレイの負コンタクト)に一体的に電気的に接続され得、第2の入力導体2712Bは、その第1の端部において、第2のコンタクト2708B(例えば、PVセルアレイの正コンタクト)に一体的に電気的に接続され得る。電力デバイスは、第1の入力端子2714A及び第2の入力端子2714Bを備え得る。電力は、第1の入力端子2714A及び第2の入力端子2714Bにおいて、(例えば、PVモジュール、PVセルアレイ、PV発電機から)電力デバイスに入力され得る。第1の入力導体2712Aは、その第2の端部において、第1の入力端子2714A(例えば、負入力端子)に一体的に電気的に接続され得、第2の入力導体2712Bは、その第2の端部において、第2の入力端子2714B(例えば、正入力端子)に一体的に電気的に接続され得る。第1の入力導体2712A及び第2の入力導体2712Bは、ジャンクションボックス2706と電力デバイス2702との間のある長さにわたって延在し得る。電力デバイス2702は、入力電力に作用し得(例えば、電力をDC-DC変換する、電力を最適化する、電力を反転させるなど)、第1の出力端子2716A及び第2の出力端子2716Bにおける出力のために電力を利用し得る。第1の出力導体2718Aは、その第1の端部において、第1の出力端子2716Aに一体的に電気的に接続されてもよく(例えば、はんだ付けされる、圧着される、ねじ止めされる)、第2の出力導体2718Bは、その第1の端部において、第2の出力端子2716Bに一体的に電気的に接続され得る。第1の出力導体及び第2の出力導体は、電力デバイスからある長さにわたって延在し得る。第1の着脱可能なコネクタ2720Aは、第1の出力導体2718Aの第2の端部に接続され得、第2の着脱可能なコネクタ2720Bは、第2の出力導体2718Bの第2の端部に接続され得る。PVセルアレイによって生み出され、電力デバイス2702によって作用される電力は、第1のコネクタ2720A及び第2のコネクタ2720Bにわたって利用され得る(例えば、負荷、ストリングインバータ、グリッド、他のPVセルアレイなどのうちの1つ以上に接続されるように)。 According to aspects, stretch integrated power devices can be variously integrated with PV module junction boxes and PV cell arrays. FIG. 27A illustrates an exemplary stretch integrated power device, according to one or more aspects of the disclosure. Referring to FIG. 27A, a stretch integrated power device 2700 can include junction box contacts 2708 in various configurations. Referring to FIG. 27A, junction box 2706 may include additional contacts 2708 for electrical connection of additional substrings of PV cell arrays of PV module 2730 to which junction box 2706 may be coupled. Junction box 2706 may include first contact 2708A, second contact 2708B, third contact 2708C, and fourth contact 2708D. PV cell array conductors (eg, ribbon wires) connected to one or more of the PV cell arrays and PV cell substrings of PV module 2730 may be connected to first through fourth contacts 2708A-2708D. For example, a PV cell array to which a junction box may be connected may include three series-connected substrings of series-connected PV cells. As such, a PV cell array may be connected to four contacts 2708A-2708D of junction box 2706. FIG. A first input conductor 2712A may be integrally electrically connected at its first end to a first contact 2708A (eg, the negative contact of a PV cell array), and a second input conductor 2712B may At the first end, it may be integrally electrically connected to a second contact 2708B (eg, a positive contact of a PV cell array). A power device may comprise a first input terminal 2714A and a second input terminal 2714B. Power may be input to the power device (eg, from a PV module, PV cell array, PV generator) at first input terminal 2714A and second input terminal 2714B. A first input conductor 2712A may be integrally electrically connected at its second end to a first input terminal 2714A (eg, a negative input terminal), and a second input conductor 2712B may be connected at its second end. 2 may be integrally electrically connected to a second input terminal 2714B (eg, the positive input terminal). First input conductor 2712 A and second input conductor 2712 B may extend a length between junction box 2706 and power device 2702 . Power device 2702 may act on input power (eg, DC-DC convert power, optimize power, invert power, etc.) to output power at first output terminal 2716A and second output terminal 2716B. Power can be used for The first output conductor 2718A may be integrally electrically connected (e.g., soldered, crimped, screwed, etc.) to the first output terminal 2716A at its first end. ), the second output conductor 2718B may be integrally electrically connected at its first end to the second output terminal 2716B. The first output conductor and the second output conductor may extend a length from the power device. A first detachable connector 2720A may be connected to the second end of the first output conductor 2718A and a second detachable connector 2720B may be connected to the second end of the second output conductor 2718B. can be connected. Power generated by the PV cell array and acted upon by power device 2702 may be utilized across first connector 2720A and second connector 2720B (eg, load, string inverter, grid, one of other PV cell arrays, etc.). so that it is connected to more than one).

引き続き図27Aを参照すると、様々な追加の構成要素及び接続が、ジャンクションボックス2706に含まれ得る。ジャンクションボックス2706は、第1のダイオード2722A、第2のダイオード2722B、及び第3のダイオード2722C(概して、ダイオード2722)を更に備え得る。第1~第3のダイオード2722A~2722Cは、例えば、バイパスダイオード(例えば、P-N接合シリコンダイオード、ショットキーバリアダイオード)を含み得る。第1~第3のダイオード2722A~2722Cは、コンタクト2708A~2708Dの間に接続され得、ジャンクションボックス2706が取り付けられるPVセルアレイの例示的な3つのサブストリングの間に効果的に装着される。そのため、ダイオード2722A~2722Cは、ジャンクションボックス2706が取り付けられ得るPVセルアレイの1つ以上のサブストリングのバイパスを可能にし得る。ダイオード2722は、ダイオード2722が接続され得るサブストリング(又はその一部分)が逆方向バイアスを受け得るとき(例えば、部分的な遮光状態下で)、ジャンクションボックス2706が取り付けられ得るPVセルアレイのサブストリングをバイパスするように作動され得る。追加的又は代替的に、ダイオード2722Aのうちの1つ以上は、例えば、ブロッキングダイオードとして装着され得る。ブロッキングダイオードとして装着されるそのようなダイオード2722は、ブロッキングダイオードが接続され得るサブストリングを通る電流の逆流防止を可能にし得る。バイパスダイオードとして装着されるダイオード2722は、互いに直列に接続されるサブストリング(及び/又はアレイ)のためにサブストリング(及び/又はアレイ)にわたって装着され得る。また、ブロッキングダイオードとして設けられたダイオード2722は、互いに並列接続されたサブストリング(及び/又はアレイ)のためにサブストリング(及び/又はアレイ)にわたって装着され得る。ダイオード2722Aは、コンタクト2708A及び2708Bにわたって装着され得、ダイオード2722Bは、コンタクト2708B及び2708Cにわたって装着され得、ダイオード2722Cは、コンタクト2708C及び2708Dにわたって装着され得る。図27Aは、3つのサブストリングを有するPVセルアレイのためのジャンクションボックスを図示するが、同じ原理が、任意の数のサブストリングを有するPVセルアレイに接続されたジャンクションボックス2706に適用され得る。 With continued reference to FIG. 27A, various additional components and connections can be included in junction box 2706 . Junction box 2706 may further comprise a first diode 2722A, a second diode 2722B, and a third diode 2722C (generally diode 2722). The first through third diodes 2722A-2722C may include, for example, bypass diodes (eg, PN junction silicon diodes, Schottky barrier diodes). First through third diodes 2722A-2722C may be connected between contacts 2708A-2708D, effectively mounted between the exemplary three substrings of the PV cell array to which junction box 2706 is attached. As such, diodes 2722A-2722C may enable bypassing of one or more substrings of the PV cell array to which junction box 2706 may be attached. Diode 2722 connects the substring of the PV cell array to which junction box 2706 may be attached when the substring (or portion thereof) to which diode 2722 may be connected may be reverse biased (eg, under partial light blocking conditions). It can be operated to bypass. Additionally or alternatively, one or more of diodes 2722A may be mounted as blocking diodes, for example. Such diodes 2722 mounted as blocking diodes may enable backflow prevention of current through the substrings to which the blocking diodes may be connected. Diodes 2722 mounted as bypass diodes may be mounted across the substrings (and/or arrays) for the substrings (and/or arrays) that are connected in series with each other. Also, diodes 2722, provided as blocking diodes, may be mounted across the substrings (and/or arrays) for the substrings (and/or arrays) that are connected in parallel with each other. Diode 2722A may be mounted across contacts 2708A and 2708B, diode 2722B may be mounted across contacts 2708B and 2708C, and diode 2722C may be mounted across contacts 2708C and 2708D. Although FIG. 27A illustrates a junction box for a PV cell array with three substrings, the same principles can be applied to junction boxes 2706 connected to PV cell arrays with any number of substrings.

図27Bは、本開示の1つ以上の態様による別の例示的な延伸一体化電力デバイス2700を図示する。図27Bの例示的な延伸一体化電力デバイス2700は、本明細書において明示的に別段の記載がない限り、図27Aの例示的な延伸一体化電力デバイスと実質的に同一であり得る。図27Bを参照すると、ジャンクションボックス2706Bが取り付けられ得るPVセルアレイのサブストリングは、様々に接続及び配列され得る。そのため、ジャンクションボックス2706が取り付けられ得るPVセルアレイの配列及び電気的接続に最も適するように、ジャンクションボックス2706のコンタクトを様々に配列することが有利及び/又は望ましくあり得る。例えば、図27Aのジャンクションボックス2706Aは、第1の入力導体2712A及び第2の入力導体2712Bが接続され得る正コンタクト及び負コンタクト(それぞれ2708A及び2708B)を備え得る。第1のコンタクト2708A及び第2のコンタクト2708Bは、隣接するコンタクトであり得る。図27Bを参照すると、図27Bのジャンクションボックス2706Bは、同様に、正コンタクト及び負コンタクト(それぞれ、2708A及び2708D)を備え得るが、正コンタクト及び負コンタクトは、種々に分散され得る。例えば、正コンタクト及び負コンタクトは、隣接しなくてもよく、及び/又はコンタクトの配列の対向する端部に配設され得る。 FIG. 27B illustrates another exemplary stretch integrated power device 2700 according to one or more aspects of the disclosure. The exemplary stretch-integrated power device 2700 of FIG. 27B may be substantially identical to the exemplary stretch-integrated power device of FIG. 27A unless explicitly stated otherwise herein. Referring to FIG. 27B, substrings of PV cell arrays to which junction boxes 2706B may be attached may be connected and arranged in various ways. As such, it may be advantageous and/or desirable to arrange the contacts of junction box 2706 differently to best suit the arrangement and electrical connections of the PV cell array to which junction box 2706 may be attached. For example, junction box 2706A of FIG. 27A may include positive and negative contacts (2708A and 2708B, respectively) to which first input conductor 2712A and second input conductor 2712B may be connected. The first contact 2708A and the second contact 2708B can be adjacent contacts. Referring to FIG. 27B, junction box 2706B of FIG. 27B may similarly include positive and negative contacts (2708A and 2708D, respectively), although the positive and negative contacts may be distributed differently. For example, the positive and negative contacts may be non-adjacent and/or disposed at opposite ends of the array of contacts.

図25~図27Bは、単一のジャンクションボックスを有する例示的な延伸一体化電力デバイスを図示する。図28は、本開示の1つ以上の態様による、例示的な分割ジャンクションボックス延伸一体化電力デバイスを図示する。図28を参照すると、いくつかのPVモジュールは、分割ジャンクションボックス、第1の分割ジャンクションボックス2806A及び第2の分割ジャンクションボックス2806Bを利用し得る。第1の分割ジャンクションボックス2806Aは、例えば、正ジャンクションボックスであり得る。そのため、第1の分割ジャンクションボックス2806Aは、コンタクト2808A(例えば、正コンタクト)を有し得る。第1の分割ジャンクションボックスが接続され得るPVモジュール2830のPVセルアレイの1つ以上のPVセルからの1つ以上の正導体(例えば、リボンワイヤ)は、第1の開口部2810Aを通って延在し得、第1のコンタクト2808Aに接続され得る。同様に、第2の分割ジャンクションボックス2806Bは、コンタクト2808B(例えば、負コンタクト)を有し得る。第1の分割ジャンクションボックス2806A及び第2の分割ジャンクションボックス2806Bは、それぞれ1つのコンタクト2808を有するものとして図示されているが、本明細書では、分割ジャンクションボックス2806当たり任意の数のコンタクト2808が企図される。第2の分割ジャンクションボックスが接続され得るPVモジュール2830のPVセルアレイの1つ以上のPVセルからの1つ以上の負導体(例えば、リボンワイヤ)は、第1の開口部2810Bを通って延在し得、第2のコンタクト2808Bに接続され得る。第1の分割ジャンクションボックス2806Aは、PVモジュール2830の表面に取り付けられるように機械的に構成され得る第1の分割ジャンクションボックスハウジング2804Aを含み得る。同様に、第2の分割ジャンクションボックス2806Bは、同じPVモジュールの表面に取り付けられるように機械的に構成され得る第2の分割ジャンクションボックスハウジング2804Bを含み得る。 25-27B illustrate exemplary stretch integrated power devices with a single junction box. FIG. 28 illustrates an exemplary split junction box stretch integrated power device in accordance with one or more aspects of the present disclosure. Referring to FIG. 28, some PV modules may utilize a split junction box, first split junction box 2806A and second split junction box 2806B. First split junction box 2806A can be, for example, a positive junction box. As such, the first split junction box 2806A can have a contact 2808A (eg, positive contact). One or more positive conductors (eg, ribbon wires) from one or more PV cells of the PV cell array of PV module 2830 to which the first split junction box may be connected extend through first opening 2810A. can be connected to the first contact 2808A. Similarly, a second split junction box 2806B can have a contact 2808B (eg, negative contact). Although first split junction box 2806A and second split junction box 2806B are illustrated as having one contact 2808 each, any number of contacts 2808 per split junction box 2806 is contemplated herein. be done. One or more negative conductors (eg, ribbon wires) from one or more PV cells of the PV cell array of PV module 2830 to which the second split junction box may be connected extend through first opening 2810B. can be connected to the second contact 2808B. First split junction box 2806A can include a first split junction box housing 2804A that can be mechanically configured to attach to a surface of PV module 2830 . Similarly, a second split junction box 2806B can include a second split junction box housing 2804B that can be mechanically configured to attach to the surface of the same PV module.

図25~図27Bの例示的な延伸一体化電力デバイスと同様に、図28の例示的な分割ジャンクションボックス延伸一体化電力デバイス2800は、電力デバイス2802を更に備え得る(電力デバイス2802は、電力デバイス2502、2502及び2702と実質的に同じであり得る)。電力デバイス2802は、第1の入力端子2814A及び第2の入力端子2814Bと、第1の出力端子2816A及び第2の出力端子2816Bとを含み得る。第1の入力導体2812Aは、第1のコンタクト2808A及び第1の入力端子2814Aに接続され得る。第1の入力導体2812Aは、第1の分割ジャンクションボックス2806Aと電力デバイス2802との間にいくらかの長さにわたって延在し得る。同様に、第2の入力導体2812Bは、第2のコンタクト2808B及び第2の入力端子2814Bに接続され得る。第2の入力導体2812Bは、第2の分割ジャンクションボックス2806Bと電力デバイス2802との間にいくらかの長さにわたって延在し得る。第1の出力導体2818A及び第2の出力導体2818Bは、その第1の端部において、第1の出力端子2816A及び第2の出力端子2816Bにそれぞれ接続され得る。第1の出力導体2818A及び第2の出力導体2818Bは、電力デバイスから延在し得る。第1のコネクタ2820Aは、その第2の端部において第1の出力導体2818Aに接続され得、第2のコネクタ2818Bは、その第2の端部において第2の出力導体2818Bに接続され得る。 Similar to the exemplary stretch integrated power device of FIGS. 25-27B, the exemplary split junction box stretch integrated power device 2800 of FIG. 2502, 2502 and 2702). Power device 2802 may include first input terminal 2814A and second input terminal 2814B, and first output terminal 2816A and second output terminal 2816B. A first input conductor 2812A may be connected to a first contact 2808A and a first input terminal 2814A. First input conductor 2812 A may extend some length between first split junction box 2806 A and power device 2802 . Similarly, a second input conductor 2812B can be connected to a second contact 2808B and a second input terminal 2814B. Second input conductor 2812B may extend some length between second split junction box 2806B and power device 2802 . A first output conductor 2818A and a second output conductor 2818B may be connected at first ends thereof to first output terminals 2816A and second output terminals 2816B, respectively. A first output conductor 2818A and a second output conductor 2818B may extend from the power device. A first connector 2820A may be connected at its second end to a first output conductor 2818A, and a second connector 2818B may be connected at its second end to a second output conductor 2818B.

図29A及び図29Bは、本開示の1つ以上の態様による、PVモジュール2930及びPVセルアレイ2932に関連する例示的な延伸一体化電力デバイス2900を図示する。図29Aは、本開示の1つ以上の態様による、例示的な延伸一体化電力デバイス2900が装着された例示的なPVモジュール2930の背面図を示す。図29Bは、例示的なPVセルアレイ2932を有する図29Aの例示的なPVモジュール2900の前面の図を示す。図29Aを参照すると、ジャンクションボックス2906は、PVモジュール2930の背面に取り付けられるように機械的に構成され得る。追加的又は代替的に、ジャンクションボックス2906は、PVモジュール2930の背面に取り付けられるように機械的に構成され得るジャンクションボックスハウジングを含んでもよい。第1の入力導体2912A及び第2の入力導体2912Bは、(本明細書に記載するような)ジャンクションボックス及び(本明細書に記載するような)電力デバイスに接続され得、ジャンクションボックス2906と電力デバイス2902との間にある長さ(例えば、1.5インチ、2インチ、12インチ)にわたって延在し得る。第1の出力導体2918A及び第2の出力導体2918Bは、電力デバイス2902に接続され、電力デバイス2902からある長さにわたって延在し得る。第1のコネクタ2920A及び第2のコネクタ2920Bは、第1の出力導体2918A及び第2の出力導体2918Bに接続され得る。電力デバイス2902は、PVモジュール2930の背面に取り付けられるように機械的に構成され得る。図29Bを参照すると、PVモジュールの前面は、PVセルアレイ2932を含み得る。PVセルアレイ2932は、任意の数の直列及び/又は並列に接続されたPVセルを含み得る。PVセルアレイは、光エネルギーによって照射されたときに電力を生み出し得る。図29Aを参照すると、PVセルアレイによって生み出された電力は、(例えば、PVセルアレイ2932のジャンクションボックス2906への電気的接続を介して)ジャンクションボックス2906に入力され、(例えば、第1の入力導体2912A及び第2の入力導体2912Bを介して)ジャンクションボックス2906から電力デバイス2902に入力され得る。電力デバイスは、PVセルアレイによって生み出される電力に様々に作用し得る(例えば、電力をDC-DC変換する、電力を反転させる、電力を最適化するなど)。電力デバイスによって作用された電力は、次いで、第1のコネクタ2920A及び第2のコネクタ2920Bにおいて利用され得る。 29A and 29B illustrate an exemplary stretch integrated power device 2900 associated with PV modules 2930 and PV cell arrays 2932, according to one or more aspects of the present disclosure. FIG. 29A shows a rear view of an exemplary PV module 2930 with an exemplary stretch integrated power device 2900 attached, in accordance with one or more aspects of the present disclosure. 29B shows a front view of the exemplary PV module 2900 of FIG. 29A with an exemplary PV cell array 2932. FIG. Referring to FIG. 29A, junction box 2906 may be mechanically configured to attach to the back of PV module 2930 . Additionally or alternatively, junction box 2906 may include a junction box housing that may be mechanically configured to attach to the back of PV modules 2930 . A first input conductor 2912A and a second input conductor 2912B may be connected to a junction box (as described herein) and a power device (as described herein) to provide junction box 2906 and power It can extend a length (eg, 1.5 inches, 2 inches, 12 inches) between devices 2902 . A first output conductor 2918A and a second output conductor 2918B may be connected to the power device 2902 and extend a length from the power device 2902 . A first connector 2920A and a second connector 2920B may be connected to a first output conductor 2918A and a second output conductor 2918B. Power device 2902 may be mechanically configured to attach to the back of PV module 2930 . Referring to FIG. 29B, the front face of the PV module can include a PV cell array 2932. PV cell array 2932 may include any number of series and/or parallel connected PV cells. PV cell arrays can produce electrical power when illuminated by light energy. Referring to FIG. 29A, power generated by the PV cell array is input to junction box 2906 (eg, via an electrical connection to junction box 2906 of PV cell array 2932) and is input to junction box 2906 (eg, through first input conductor 2912A). and second input conductor 2912B) from junction box 2906 to power device 2902 . Power devices may affect the power produced by the PV cell array in various ways (eg, DC-DC convert power, invert power, optimize power, etc.). The power applied by the power device can then be utilized at first connector 2920A and second connector 2920B.

図30A及び図30Bは、本開示による例示的な延伸一体化電力デバイス3000A及び3000Bの例示的な代替構成を図示する。図30A及び図30Bの例示的な延伸一体化電力デバイスは、特に明記しない限り、図25~図29Bに図示する例示的な延伸一体化電力デバイスと実質的に同様であり得る。図25~図29Bの例示的な延伸一体化電力デバイスは、別個の拡張部(例えば、別個のケーブル、別個のリード線)であり得る2つの入力導体及び2つの出力導体を有するものとして図示されている。図30を参照すると、出力導体3018は、単一の延長部(例えば、単一ケーブル、単一リード線)であり得る。単一の出力延長部3018は、例えば、多導体単一延長部(例えば、マルチワイヤケーブル)を備え得る。そのため、単一の出力延長部3018は、複数の内部導体を備え得る。各導体は、(例えば、図25を参照して)本明細書に実質的に記載するように、電力デバイス3002Aに接続し得る。加えて、単一の着脱可能なコネクタ3020は、延伸一体化電力デバイス3000Aが接続され得るPVモジュール3030AのPVセルアレイによって生み出される電力を利用するために、単一の出力延長部に接続され得る。図30Bを参照すると、延伸一体化電力デバイス3000Aと同様に、かつ単一の出力拡張部3018と同様に、入力導体は、単一の入力拡張部3012としてパッケージ化され得る。単一の入力延長部3012は、多導体単一延長部(例えば、マルチワイヤケーブル)を含み得る。単一の入力延長部の複数の導体は、図25の入力導体に関連して記載するように実質的に接続され得る。 30A and 30B illustrate example alternative configurations of example stretch integrated power devices 3000A and 3000B according to this disclosure. The exemplary stretch-integrated power device of FIGS. 30A and 30B may be substantially similar to the exemplary stretch-integrated power device illustrated in FIGS. 25-29B unless otherwise specified. The exemplary stretch integrated power device of FIGS. 25-29B is illustrated as having two input conductors and two output conductors, which may be separate extensions (eg, separate cables, separate leads). ing. Referring to FIG. 30, output conductor 3018 can be a single extension (eg, single cable, single lead). A single output extension 3018 may comprise, for example, a multi-conductor single extension (eg, a multi-wire cable). As such, a single output extension 3018 may comprise multiple inner conductors. Each conductor may connect to power device 3002A substantially as described herein (eg, with reference to FIG. 25). In addition, a single detachable connector 3020 can be connected to a single output extension to utilize the power produced by the PV cell array of PV module 3030A to which the stretch integrated power device 3000A can be connected. Referring to FIG. 30B, similar to the stretch integrated power device 3000A and similar to the single output extension 3018, the input conductors can be packaged as a single input extension 3012. Referring to FIG. A single input extension 3012 may comprise a multi-conductor single extension (eg, multi-wire cable). Multiple conductors of a single input extension may be connected substantially as described in connection with the input conductors of FIG.

図31A及び図31Bは、本開示による例示的なルーフタイルPVモジュール3130に装着される状況における例示的な延伸一体化電力デバイス3100A及び3100Bを図示する。例示的な延伸一体化電力デバイス3100A及び3100Bは、本明細書において特に明記しない限り、図25~図30Bの例示的な延伸一体化電力デバイス2500~3000Bと実質的に同様であり得る。図31Aを参照すると、ルーフタイルPVモジュール3130は、固体表面(例えば、ルーフ)上に装着され得る。そのため、構成要素をルーフタイルPVモジュール3130の前側表面に配置することが有利であり得る。そのため、前面ジャンクションボックス3106Aは、ルーフタイルPVモジュール3130の前面に装着され得る。第1の入力導体3112A及び第2の入力導体3112Bは、その第1の端部において、前面ジャンクションボックス3106Aに(例えば、前面ジャンクションボックス3106Aのコンタクトにおいて)一体的に接続され得る。第1の入力導体3112A及び第2の入力導体3112Bは、その第2の端部において、電力デバイス3102(例えば、DC-DC変換器、インバータ、マイクロインバータ、オプティマイザなど)に一体的に接続され得る。第1の入力導体3112A及び第2の入力導体3112Bは、前面ジャンクションボックス3106Aと電力デバイス3102との間にいくらかの長さにわたって延在し得る。第1の出力導体3118A及び第2の出力導体3118Bは、それらの第1の端部において、電力デバイス3102に電気的に一体的に接続され得る。第1の導体3118A及び第2の導体3118Bは、電力デバイス3102からある距離にわたって延在し得る。第1の着脱可能なコネクタ3120A及び第2の着脱可能なコネクタ3120B(例えば、MC4コネクタ)は、第1の出力導体3118A及び第2の出力導体3118Bの第2の端部に取り付けられ得る。ルーフタイルPVモジュール3130によって生み出され、電力デバイス3102によって影響を受ける電力は、第1のコネクタ3120A及び第2のコネクタ3120Bにおいて利用され得る。 31A and 31B illustrate example stretch integrated power devices 3100A and 3100B in the context of being mounted to an example roof tile PV module 3130 according to this disclosure. Exemplary stretch integrated power devices 3100A and 3100B may be substantially similar to exemplary stretch integrated power devices 2500-3000B of FIGS. 25-30B unless otherwise stated herein. Referring to FIG. 31A, roof tile PV modules 3130 can be mounted on a solid surface (eg, roof). As such, it may be advantageous to place the components on the front surface of the roof tile PV module 3130 . As such, the front junction box 3106A may be attached to the front of the roof tile PV module 3130. FIG. A first input conductor 3112A and a second input conductor 3112B may be integrally connected at first ends thereof to the front junction box 3106A (eg, at contacts of the front junction box 3106A). A first input conductor 3112A and a second input conductor 3112B may be integrally connected at their second ends to a power device 3102 (eg, a DC-DC converter, inverter, microinverter, optimizer, etc.). . First input conductor 3112 A and second input conductor 3112 B may extend some length between front junction box 3106 A and power device 3102 . First output conductor 3118A and second output conductor 3118B may be integrally electrically connected to power device 3102 at their first ends. First conductor 3118A and second conductor 3118B may extend a distance from power device 3102 . A first detachable connector 3120A and a second detachable connector 3120B (eg, MC4 connectors) can be attached to second ends of the first output conductors 3118A and the second output conductors 3118B. Power generated by roof tile PV modules 3130 and affected by power device 3102 may be utilized at first connector 3120A and second connector 3120B.

図31Aを参照すると、第1の出力導体3118Aは、電力デバイス3102から第1の方向に延在し得、第2の出力導体3118Bは、電力デバイス3102から第2の方向に延在し得る。第1の方向及び第2の方向は、互いに実質的に反対であり得る。このような配列は、装着の考慮事項に応じて有利であることが分かり得る。例えば、多くの場合、ルーフタイルPVモジュール(例えば、ルーフタイルPVモジュール3130)は、例えば屋上に縦列に装着され得る。所望の電力特性を有する電力を抽出するために、いくつかのルーフタイルPVモジュール(例えば、列内の全てのルーフタイルPVモジュール)は、(例えば、利用可能な電圧を増加させるために)ルーフタイルPVモジュール3130のストリング内で互いに電気的に直列に接続され得る。そのため、1つのルーフタイルPVモジュール3130の負出力導体(例えば、出力導体3118A)は(例えば、着脱可能なコネクタ3120Aを介して)隣接するルーフタイルPVモジュール3130の正出力導体(例えば、出力導体3118B)に(例えば、第2の着脱可能なコネクタ3120Bを介して)接続され得る。そのため、出力導体3118A及び3118Bが実質的に反対方向に延在する、図31Aに従って延伸一体化電力デバイス3100Aを構成することは、ルーフタイルPVモジュール3130の装着における複数のルーフタイルPVモジュール3130の簡素化された直列接続を可能にし得る。 Referring to FIG. 31A, a first output conductor 3118A can extend from the power device 3102 in a first direction and a second output conductor 3118B can extend from the power device 3102 in a second direction. The first direction and the second direction can be substantially opposite each other. Such an arrangement may prove advantageous depending on mounting considerations. For example, often roof tile PV modules (eg, roof tile PV modules 3130) may be mounted in tandem, for example, on a rooftop. To extract power with the desired power characteristics, several roof tile PV modules (eg, all roof tile PV modules in a row) are connected to the roof tile (eg, to increase the available voltage). Within a string of PV modules 3130 may be electrically connected in series with each other. As such, the negative output conductor (eg, output conductor 3118A) of one roof tile PV module 3130 is connected (eg, via removable connector 3120A) to the positive output conductor (eg, output conductor 3118B) of the adjacent roof tile PV module 3130. ) (eg, via a second detachable connector 3120B). As such, configuring a stretched integrated power device 3100A according to FIG. can allow for streamlined series connections.

図31Bを参照すると、図31Bの延伸一体化電力デバイス3100Bは、本明細書において特に明記しない限り、図31Aの延伸一体化電力デバイス3100Aと実質的に同一であり得る。図31Bを参照すると、第1の出力導体3118A及び第2の出力導体3118Bは、電力デバイス3120から同じ方向に延在し得る。図31Bは、第1の出力導体3118A及び第2の出力導体3118Bが、ルーフタイルPVモジュール3130の長軸と並列に延在するものとして図示しているが、本明細書では、第1の出力導体3118A及び第2の出力導体3118Bは、電力デバイスから任意の方向に延在し得ることが企図される。そのような構成は、有利には、他のいくつかの他の構成よりも低減された生産コストと関連付けられ得る。 Referring to FIG. 31B, the stretch integrated power device 3100B of FIG. 31B can be substantially identical to the stretch integrated power device 3100A of FIG. 31A unless otherwise stated herein. Referring to FIG. 31B, first output conductor 3118A and second output conductor 3118B may extend in the same direction from power device 3120. Referring to FIG. Although FIG. 31B illustrates first output conductor 3118A and second output conductor 3118B as extending parallel to the longitudinal axis of roof tile PV module 3130, here the first output conductor It is contemplated that conductor 3118A and second output conductor 3118B may extend in any direction from the power device. Such configurations may be advantageously associated with reduced production costs over some other configurations.

いくつかの電気的接続の図示は、図25~図31Bのいくつかの延伸一体化電力デバイスから省略されている。図25~図31Bの延伸一体化電力デバイス2500~3100Bは、(例えば図25に図示するように)本明細書に記載の構成要素を電気的に接続するための要素(例えば、コンタクト)を備え得ることを理解されたい。 The illustration of some electrical connections has been omitted from some of the stretch integrated power devices in FIGS. 25-31B. The stretch integrated power devices 2500-3100B of FIGS. 25-31B comprise elements (eg, contacts) for electrically connecting the components described herein (eg, as shown in FIG. 25). It should be understood that you get

本明細書に記載するように、本開示の全てのPVアレイは、1つ以上のPV発電機(例えば、PVセル、PVストリングなど)をバイパスするためにダイオード(例えば、バイパスダイオード)の使用を組み込み得る。追加的又は代替的に、本開示の全てのPVアレイは、ダイオードを組み込まなくてもよい(例えば、省略してもよい)。そのような構成によれば、パワーエレクトロニクス(例えば、PD3102(例えば、PE3202))は、本開示のPVアレイに接続され得る。パワーエレクトロニクスは、それが接続されているPVアレイに作用して、例えば、PVアレイの1つ以上のストリングをバイパスする、及び/又はそれが接続されているPVアレイの1つ以上のストリングの動作点を変更(例えば、設定)し(例えば、PVアレイの1つ以上のストリングの動作点を安全動作点に移動させる)得る。例えば、図31Bを参照すると、複数のルーフタイルPVモジュール3130が互いに直列に接続され得る。直列に接続されたルーフタイルPVモジュール3130のうちの1つ(以上)は、他の接続されたルーフタイルPVモジュール3130と比較して低減された照射照度(例えば、部分的な遮光状態)を受け得る。パワーエレクトロニクス(例えば、PD3102(例えば、PE3202))は、そのような部分的な遮光状態を検出(例えば、感知)し、遮光されたルーフタイルPVモジュール3130を安全動作点に移動させ得る。 As described herein, all PV arrays of the present disclosure employ diodes (e.g., bypass diodes) to bypass one or more PV generators (e.g., PV cells, PV strings, etc.). can be incorporated. Additionally or alternatively, all PV arrays of the present disclosure may not incorporate (eg, omit) diodes. According to such a configuration, power electronics (eg, PD 3102 (eg, PE 3202)) can be connected to the PV arrays of the present disclosure. The power electronics act on the PV array to which it is connected, for example bypassing one or more strings of the PV array and/or operating one or more strings of the PV array to which it is connected. The point may be changed (eg, set) (eg, moving the operating point of one or more strings of the PV array to a safe operating point). For example, referring to FIG. 31B, multiple roof tile PV modules 3130 may be connected together in series. One (or more) of the series-connected roof tile PV modules 3130 receives reduced illumination (e.g., partial shading conditions) compared to other connected roof tile PV modules 3130 . obtain. Power electronics (eg, PD 3102 (eg, PE 3202)) may detect (eg, sense) such partial shading conditions and move shaded roof tile PV modules 3130 to a safe operating point.

本明細書で考察するようなサブストリングの静的再構成に加えて、サブストリング及びPVモジュールは、パワーエレクトロニクス(PE)3202を使用して、様々にアクティブに最適化、利用、変換、及び/又は反転され得る。PE3202は、サブストリング102レベル、マルチサブストリングレベル(例えば、2つ、3つ、4つなどのサブストリング102に作用するPE)、PVモジュールレベル、及び/又はマルチPVモジュールレベル(例えば、2つ、3つ、4つなどのPVモジュールに作用するPE)で作用し得る。次に、図32を参照すると、1つ以上の態様による例示的なPE3202が図示されている。PE3202は、ケーシング3231を含み得る。ケーシング3231は、回路3230(機能的に図示されている)を収容し得る。追加的又は代替的に、PE3202は、導電性バックシート901(例えば、導電性バックシート901A~901H)又はPVモジュール基板上に直接配設され得る。PE3202は、導電性バックシート上にエポキシコーティングされるか、又は別様に封止されてもよい(例えば、樹脂を利用して)追加的に又は代替的に、PE3202は、ジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242A、942など)内に収容されてもよい。追加的又は代替的に、ケーシング3231及びジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242A、942など)は、1つで同じであってもよい。PE3202は、電力変換器3240を含み得る。電力変換器3240は、バック、ブースト、バック+ブースト、フライバック、Cuk、任意の順序のバック及びブースト、及び/又はフォワード変換器などの直流-直流(direct current-direct current、DC-DC)変換器を含み得る。電力変換器3240は、DC-DC変換器の代わりに、又はそれに加えて、直流-交流(direct current-alternating current、DC/AC)変換器(例えば、インバータ、又は電力のより小さい部分をDCからACに変換するように設計されたマイクロインバータ)を含み得る。PV発電機の正端子及び負端子(例えば、サブストリング102の端子105及び103)は、電力変換器3240の入力端子に電気的に接続され得、電力変換器3240は、PV発電機によって生成されたDC電力を、異なる形態の電力、例えば、異なる電圧若しくは電流レベルのDC電力、又はAC電力に変換するように構成され得る。 In addition to static reconfiguration of substrings as discussed herein, substrings and PV modules can be actively optimized, utilized, transformed and/or or can be inverted. PE 3202 may be substring 102 level, multi-substring level (eg, PEs acting on 2, 3, 4, etc. substrings 102), PV module level, and/or multi-PV module level (eg, 2 , 3, 4, etc. PV modules). 32, illustrated is an exemplary PE 3202 in accordance with one or more aspects. PE 3202 may include casing 3231 . Casing 3231 may house circuitry 3230 (illustrated functionally). Additionally or alternatively, the PE 3202 may be disposed directly on the conductive backsheet 901 (eg, conductive backsheets 901A-901H) or PV module substrate. PE 3202 may be epoxy coated onto a conductive backsheet or otherwise encapsulated (e.g., using resin). junction box 242A, 942, etc.). Additionally or alternatively, casing 3231 and junction boxes (eg, junction boxes 242A, 942, etc.) may be one and the same. PE 3202 may include power converter 3240 . Power converter 3240 is a direct current-direct current (DC-DC) conversion such as buck, boost, buck+boost, flyback, Cuk, buck and boost in any order, and/or forward converter. may contain vessels. Power converter 3240 may be a direct current-alternating current (DC/AC) converter (eg, an inverter, or a smaller portion of the power from DC) instead of or in addition to a DC-to-DC converter. a microinverter designed to convert to AC). The positive and negative terminals of the PV generator (eg, terminals 105 and 103 of substring 102) may be electrically connected to the input terminals of power converter 3240, which is produced by the PV generator. It can be configured to convert the DC power into different forms of power, eg, DC power at different voltage or current levels, or AC power.

本開示の例示的な態様によれば、回路3230は、PE3202が結合されたPV発電機(例えば、PVセル、サブストリング、PVセルアレイ、PVモジュール、PVモジュールアレイなど)から増加した電力を抽出するように構成された最大電力点追従(MPPT)回路3295を含み得る。MPPT回路3295は、PV発電機によって生み出される電力の特性、例えば、I-V曲線(電流-電圧曲線)を追跡し、PV発電機に与えられる負荷(インピーダンス)を調整して、電力伝送をその実質的な最大電力点(maximum power point、MPP)に維持し得る。電力変換器3240は、MPPT3295を含み得、別個のMPPT回路3295を不要にする。回路3230は更に、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor、DSP)、及び/又はフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array、FPGA)などの制御デバイス3270を備え得る。制御デバイス3270は、共通バス3290を介して回路3230の他の要素を制御し、かつ/又は他の要素と通信し得る。いくつかの態様では、制御デバイス3270は、電力変換器3240の入力及び/又は出力における電圧及び/又は電流測定値を受信することによって、MPPT回路3295の機能を実行するように電力変換器3240を制御し、それらの測定値に基づいて、PV発電機によって生成される電力が増加するように、その入力電圧若しくは電流を調整するか、又はその出力電圧若しくは電流を調整するように、電力変換器3240を制御し得る。回路3230は、モジュールによって出力される電圧及び/若しくは電流、モジュールによって出力される電力、モジュールによって受け取られる照射照度、並びに/又はモジュール上若しくはモジュール付近の温度など、パラメータを直接測定するか、又はPV発電機上若しくはPV発電機付近の接続されたセンサから測定されたパラメータを受け取るように構成された回路及び/又はセンサ/センサインターフェース3280を含むことができる。回路3230は、他のデバイスとの間でデータ及び/又はコマンドを送信及び/又は受信するように構成された通信デバイス3250を含み得る。通信インターフェース3250は、例えば、電力線通信(Power Line Communication、PLC)技術、音響通信技術、又はBlueTooth(商標)、ZigBee(商標)、Wi-Fi(商標)、セルラー通信若しくは他のワイヤレス方法などのワイヤレス技術を使用して通信し得る。 According to exemplary aspects of the present disclosure, circuit 3230 extracts increased power from a PV generator (e.g., PV cell, substring, PV cell array, PV module, PV module array, etc.) to which PE 3202 is coupled. A maximum power point tracking (MPPT) circuit 3295 configured to: The MPPT circuit 3295 tracks the characteristics of the power produced by the PV generator, such as the IV curve (current-voltage curve), and adjusts the load (impedance) presented to the PV generator to control power transfer. It can be maintained at a substantial maximum power point (MPP). Power converter 3240 may include MPPT 3295 , eliminating the need for separate MPPT circuitry 3295 . The circuit 3230 may further comprise a control device 3270 such as a microprocessor, Digital Signal Processor (DSP), and/or Field Programmable Gate Array (FPGA). Control device 3270 may control and/or communicate with other elements of circuitry 3230 via common bus 3290 . In some aspects, the control device 3270 controls the power converter 3240 to perform the functions of the MPPT circuit 3295 by receiving voltage and/or current measurements at the input and/or output of the power converter 3240. power converter to control and, based on those measurements, adjust its input voltage or current or adjust its output voltage or current so that the power produced by the PV generator is increased 3240 can be controlled. Circuit 3230 directly measures parameters such as voltage and/or current output by the module, power output by the module, irradiance received by the module, and/or temperature on or near the module, or PV A circuit and/or sensor/sensor interface 3280 configured to receive measured parameters from connected sensors on the generator or near the PV generator may be included. Circuitry 3230 may include a communication device 3250 configured to send and/or receive data and/or commands from other devices. Communication interface 3250 may be, for example, Power Line Communication (PLC) technology, acoustic communication technology, or wireless such as BlueTooth™, ZigBee™, Wi-Fi™, cellular communication or other wireless methods. Technology can be used to communicate.

回路3230は、安全デバイス3260(例えば、ヒューズ、回路遮断器及び残留電流検出器など)を含み得る。例えば、ヒューズは、導体のいくつか又は全部と直列に(例えば、PV発電機の端子からジャンクションボックスの出力への電力経路と直列に)接続され得る。別の実施例として、PE3202は、回路遮断器を含み得、制御デバイス3270は、潜在的に安全でない状態を検出したことに応答して、又はシステム制御デバイスから(例えば、通信デバイス3250を介して)コマンドを受信したときに、回路遮断器を作動させ、PE3202をPVストリング又はPV発電機から遮断するように構成される。更に別の実施例として、PE3202は、スイッチを特徴とするバイパス回路を含み得、制御デバイス3270は、潜在的に安全でない状態を検出することに応答して、又はシステム制御デバイス3270から(例えば、通信デバイス3250を介して)コマンドを受信すると、バイパス回路をアクティブ化するように構成される。バイパス回路は、起動されると、PE3202の入力端子及び/又は出力端子を短絡させ得る(例えば、PV発電機の正端子及び負端子に接続される)。追加的又は代替的に、バイパス回路は、PE3202の入力端子を出力端子から遮断し得る。 Circuitry 3230 may include safety devices 3260 (eg, fuses, circuit breakers, residual current detectors, etc.). For example, a fuse may be connected in series with some or all of the conductors (eg, in series with the power path from the terminals of the PV generator to the output of the junction box). As another example, the PE 3202 may include a circuit breaker and the control device 3270 may respond to detecting a potentially unsafe condition or from the system control device (eg, via the communication device 3250) ) is configured to activate a circuit breaker to disconnect the PE 3202 from the PV string or PV generator when a command is received. As yet another example, the PE 3202 may include a bypass circuit featuring a switch, the control device 3270 responding to detecting a potentially unsafe condition, or from the system control device 3270 (e.g., Upon receiving a command (via communication device 3250), it is configured to activate the bypass circuit. A bypass circuit may short the input and/or output terminals of the PE 3202 when activated (eg, connected to the positive and negative terminals of a PV generator). Additionally or alternatively, a bypass circuit may disconnect the input terminal of PE 3202 from the output terminal.

本開示の態様によれば、PE3202はまた、本明細書に記載する「ホットスポット」など、不整合又は部分的な遮光状態の悪影響を緩和するために利用され得る。PE3202は、PV発電機(例えば、PVセル、サブストリング、PVセルアレイ、PVモジュール、PVモジュールアレイ)の性能及び電力特性を監視し得る。PE3202は、PV発電機性能(例えば、I-V曲線)及び電力特性に基づいて、PV発電機全体の一部分(例えば、PVモジュール内の単一のPVセル又はサブストリング内の単一のPVセル)が逆方向バイアスされていること、及び/又は、例えば部分的な遮光状態からの照射照度の低下に起因して「ホットスポット」していることを検出し得る。次いで、PE3202は、逆方向バイアス又は「ホットスポット」を緩和するように動作し得る。PE3202は、いくつかの方法でそのようなPV発電機逆方向バイアスを打ち消し得る。例えば、PE3202は、全体的なPV発電機(例えば、PVモジュール、サブストリング(例えば、サブストリング102、1002など))から引き出されている電流の量を変更して、低減されたPV発電機(例えば、遮光されたPVセル)によって生み出されている電流に一致させ得る。このようにして、低減されたPV発電機は、もはや逆方向バイアスされなくてもよく(又は、より少なく逆方向バイアスされてもよく)、「ホットスポット」などの悪影響が軽減され得る。追加的又は代替的に、PE3202は、低減されたPV発電機(例えば、サブストリング)をバイパスし得る。態様によれば、PE3202は、より粒度の細かいレベルで作用することが可能であり得る。例えば、PE3202は、(以下で更に詳細に考察するように)サブストリングレベルでPVセルアレイと接続され得、又はPVセルアレイの制御を有し得る。そのような実施例では、サブストリングレベルで作用するPE3202は、より粒度の低いレベル、例えばPVモジュールレベルで作用する追加のPE3202と接続されてもよく、接続されなくてもよい。そのような実施例では、複数のPE3202が、異なるレベルの粒度で同じシステム上で作用している場合がある。更に、そのような実施例では、PE3202は、電力特性及び性能に基づいて、サブストリングの一部分が、例えば、低減された照射照度又は部分的な遮光に起因して不整合状態及び/又は「ホットスポット」を受けているかどうかをサブストリングレベルで検出することが可能であり得る。次いで、PEは、(例えば、低減された部分に一致するように電流引き込みを低減することによって)一部分を安全動作点に移動させるか、又は代替的に、低減された部分をバイパスするかのいずれかを行い得る。別の態様では、PEは、本明細書に記載するように、熱電対を利用して、PV発電機が「ホットスポット」しているときを検出し、それに応じてPV発電機に作用し得る。 According to aspects of the present disclosure, the PE 3202 may also be utilized to mitigate the adverse effects of misalignment or partial shading conditions, such as the "hot spots" described herein. PE 3202 may monitor the performance and power characteristics of PV generators (eg, PV cells, substrings, PV cell arrays, PV modules, PV module arrays). Based on the PV generator performance (eg, IV curve) and power characteristics, the PE3202 selects a portion of the overall PV generator (eg, a single PV cell within a PV module or a single PV cell within a substring). ) is reverse-biased and/or has a "hot spot" due to, for example, a drop in illumination intensity from a partially darkened condition. The PE 3202 may then act to mitigate the reverse bias or "hot spots". The PE3202 can counteract such PV generator reverse bias in several ways. For example, the PE 3202 can change the amount of current being drawn from the overall PV generator (e.g., PV modules, substrings (e.g., substrings 102, 1002, etc.)) to reduce the PV generator (e.g., For example, it can match the current being produced by a shaded PV cell). In this way, the reduced PV generator may no longer be reverse biased (or may be reverse biased to a lesser extent) and adverse effects such as "hot spots" may be mitigated. Additionally or alternatively, PE 3202 may bypass reduced PV generators (eg, substrings). According to aspects, the PE 3202 may be capable of acting at a finer granularity level. For example, the PE 3202 may be connected to or have control of the PV cell array at the substring level (discussed in more detail below). In such an embodiment, PEs 3202 acting at the substring level may or may not be connected with additional PEs 3202 acting at a lower granularity level, eg, the PV module level. In such an embodiment, multiple PEs 3202 may be working on the same system with different levels of granularity. Further, in such embodiments, the PE 3202 may determine, based on power characteristics and performance, that a portion of the substrings are misaligned and/or "hot" due, for example, to reduced illumination or partial shading. It may be possible to detect at the substring level whether it is receiving "spots". The PE then either moves the portion to a safe operating point (e.g., by reducing the current draw to match the reduced portion) or alternatively bypasses the reduced portion. can do In another aspect, the PE may utilize thermocouples to detect when the PV generator is "hotspotting" and act on the PV generator accordingly, as described herein. .

PEは、パネルレベルで利用し得、この場合、PVモジュール全体の電力生産が作用され得る。作用を受けた後、PVモジュールからの電力は、例えば、直列、並列、直並列、TCTなどを含む様々な方法のいずれかで電気的に接続された他のPVモジュールの電力と結合され得る。直流(direct current、DC)電力がより粒度の高いレベル(例えば、サブストリングレベル)でまだ反転されていない場合、次いで、電力はACに反転され、利用され得る(例えば、負荷3402において)。代替的に、電力は、反転されなくてもよく、利用されてもよい(例えば、負荷3402において)。図33A~図33Dは、本開示の1つ以上の態様によるモジュールレベルパワーエレクトロニクス(MLPE)3300組み込みの様々な実施例を図示する。MLPE3300は、本明細書に記載するように、PE3202と同じ(又は実質的に同じ)構成要素を実行し、同じ構成要素の一部又は全部を備え得る。本開示の目的のために、MLPE3300は、PE3202のタイプと見なされ得る。MLPE3300は、ケーシング(例えば、ケーシング3231と実質的に同様の)を含み得る。ケーシングは、図32に関連して記載するように、PE3202の構成要素(例えば、電力変換器3240、センサ3280、通信デバイス3250、安全デバイス3260、MPPT3295を実現するための構成要素、制御デバイス3270など)を収容し得る。MLPE3300は、ジャンクションボックス(例えば、ジャンクションボックス242、942など)内、パネル上、PVセル基板上、導電性バックシート(例えば、導電性バックシート901A~901H)上に配設され得、又はPVモジュールリード線に接続され、以前にMLPE3300を欠いていたPVモジュールに追加され得る。図33Aを参照すると、MLPE3300は、PVモジュール正端子3302又はリード線及びPVモジュール負端子3304又はリード線に電気的に接続され得る。次いで、MLPEは、監視し、データを収集し、データを通信し、電力を最適化し、及び/又は反転させ、サブストリングなどをバイパスし、本明細書に記載するように、正端子及び負端子又はリード線を用いて電力を利用し得る。図33Bを参照すると、MLPE3300は、PVモジュール正端子3302又はリード線、PVモジュール負端子3304又はリード線、及びサブストリング中点端子3306に電気的に接続され得る。サブストリング中点端子3306は、PVセルアレイ内のいくつか又は全てのサブストリング中点の電位中点の端子であり得る。図33C及び図33Dを参照すると、態様は、複数のMLPE3300、例えば、MLPE1 3300A及びMLPE2 3300Bを利用し得る。複数のMLPE3300の使用は、最適化、データ追跡、通信、切り替え、監視、反転などにおける粒度の増加を可能にし得る、例えば、図33Cを参照すると、2つのMLPE3300が利用され得る。MLPE1 3300A及びMLPE2 3300Bの各々は、サブストリングのサブセットのそれぞれの電位中点3306A及び3306Bに接続され得る。次いで、MLPE1及びMLPE2は、本明細書に記載するように、PVモジュール上で動作し、電力がPVモジュールによって生成され得る。MLPE1 3300A及びMLPE2 3300Bは、直列に接続され得る。代替的に、図33Dを参照すると、MLPE1 3300A及びMLPE2 3300Bは、並列に接続され得る。 PE can be utilized at the panel level, where the power production of the entire PV module can be affected. After being acted upon, power from a PV module can be combined with power of other electrically connected PV modules in any of a variety of ways including, for example, series, parallel, series-parallel, TCT, and the like. If the direct current (DC) power has not already been inverted at a finer granularity level (eg, substring level), then the power can be inverted to AC and utilized (eg, at load 3402). Alternatively, power may be utilized (eg, at load 3402) without being reversed. 33A-33D illustrate various examples of module level power electronics (MLPE) 3300 integration according to one or more aspects of the present disclosure. MLPE 3300 performs the same (or substantially the same) components as PE 3202 and may include some or all of the same components, as described herein. For purposes of this disclosure, MLPE 3300 may be considered a type of PE 3202. MLPE 3300 may include a casing (eg, substantially similar to casing 3231). The casing includes components of PE 3202 (e.g., power converter 3240, sensor 3280, communication device 3250, safety device 3260, components for implementing MPPT 3295, control device 3270, etc.), as described in connection with FIG. ). MLPE 3300 can be disposed in a junction box (eg, junction box 242, 942, etc.), on a panel, on a PV cell substrate, on a conductive backsheet (eg, conductive backsheet 901A-901H), or PV module It can be connected to leads and added to PV modules that previously lacked the MLPE3300. Referring to FIG. 33A, the MLPE 3300 can be electrically connected to a PV module positive terminal 3302 or lead and a PV module negative terminal 3304 or lead. The MLPE then monitors, collects data, communicates data, optimizes and/or inverts power, bypasses substrings, etc., and positive and negative terminals as described herein. Alternatively, power may be available using leads. Referring to FIG. 33B, the MLPE 3300 can be electrically connected to the PV module positive terminal 3302 or lead, the PV module negative terminal 3304 or lead, and the substring midpoint terminal 3306 . The substring midpoint terminal 3306 may be the potential midpoint terminal of some or all of the substring midpoints in the PV cell array. 33C and 33D, embodiments may utilize multiple MLPEs 3300, eg, MLPE1 3300A and MLPE2 3300B. The use of multiple MLPEs 3300 may allow increased granularity in optimization, data tracking, communication, switching, monitoring, inversion, etc. For example, referring to FIG. 33C, two MLPEs 3300 may be utilized. Each of MLPE1 3300A and MLPE2 3300B may be connected to respective potential midpoints 3306A and 3306B of a subset of substrings. MLPE1 and MLPE2 may then operate on the PV modules and power may be generated by the PV modules as described herein. MLPE1 3300A and MLPE2 3300B may be connected in series. Alternatively, referring to FIG. 33D, MLPE1 3300A and MLPE2 3300B may be connected in parallel.

PE3202を多かれ少なかれ粒状レベルで接続することが有利であり得る。例えば、サブストリング102レベル、マルチサブストリングレベル(例えば、単一のPEによって作用される1つ、2つ、3つなどのサブストリング)、PVモジュールレベル、及び/又はマルチPVモジュールレベル(例えば、単一のPE3202によって作用される1つ、2つ、3つなどのPVモジュール)でPE3202を接続することが有利であり得る。例えば、オープンエリア内の商用PV発電所(例えば、ソーラーパーク、ソーラーファームなど)では、部分的な遮光は、それほど重要ではなく、コスト削減は、より重要であり得る。そのような実施例では、PEは、より粒度の低いレベルで、例えば、3つ、4つ、5つなどのPVモジュール当たり1つのPE3202で利用され得る。そのような実施例では、PEは、実質的に上記のように動作することができる(例えば、監視すること、最適化すること、不整合を緩和すること、「ホットスポット」を緩和すること、反転すること、通信することなど)が、より粒度の低いレベルで動作し得る。追加又は代替として、「中央」PE3202(例えば、3つ、4つ、5つなどのPVモジュール当たり1つのPE3202)は、より粒度の細かいレベルで最適化、制御、通信することが可能であり得る。例えば、「中央」PE3202(例えば、4つのPVモジュールに接続される)は、依然として、4つのモジュールの各々を別個に最適化することが可能であり得る。そのような方式は、例えば、PVモジュール間のPE3202によるスマートスイッチングによって実現され得る。追加的又は代替的に、粒度のレベルを混合することが有利であり得る。例えば、サブストリング102レベルでPE3202を用いた何らかの制御を有し、PVモジュールレベルで追加のPE3202を用いた追加の制御を有することが有利であり得る。 It may be advantageous to connect the PEs 3202 at a more or less granular level. For example, substring 102 level, multi-substring level (e.g., one, two, three, etc. substrings served by a single PE), PV module level, and/or multi-PV module level (e.g., It may be advantageous to connect PEs 3202 with one, two, three, etc. PV modules served by a single PE 3202). For example, in commercial PV power plants (eg, solar parks, solar farms, etc.) in open areas, partial shading may be less important and cost savings more important. In such embodiments, PEs may be utilized at a lower granularity level, eg, one PE 3202 per 3, 4, 5, etc. PV modules. In such embodiments, the PE can operate substantially as described above (e.g., monitor, optimize, mitigate mismatches, mitigate "hot spots", reversing, communicating, etc.) may operate at a less granular level. Additionally or alternatively, a "central" PE 3202 (eg, one PE 3202 per 3, 4, 5, etc. PV modules) may be able to optimize, control and communicate at a more granular level. . For example, a "central" PE 3202 (eg, connected to four PV modules) may still be able to optimize each of the four modules separately. Such a scheme can be realized, for example, by smart switching by PE 3202 between PV modules. Additionally or alternatively, it may be advantageous to mix particle size levels. For example, it may be advantageous to have some control with PEs 3202 at the substring 102 level and additional control with additional PEs 3202 at the PV module level.

図34Aは、PVモジュール又はマルチモジュールレベル上にPE3202が組み込まれた例示的なPVモジュール及びPVセルアレイ回路を図示する。本明細書に記載するように、PVモジュールは、複数の電気的に並列に接続されたサブストリング(例えば、サブストリング102、分散サブストリング1002など)のPVセルアレイ(例えば、PVセルアレイ110、1010など)を含み得る。次いで、PVモジュールは、PE3202に接続され得、PE3202は、PVモジュールに作用し、PVモジュールを追跡し、PVモジュールを最適化し、PVモジュールを変換し、PVモジュールを反転し、PVモジュールとの間で通信し得る。追加的又は代替的に、PVモジュールは、例えば、直列、並列、直並列、TCTなどの様々な電気的接続方法のうちの1つで他のPVモジュールに接続され得る。次いで、マルチモジュール配列は、本明細書に記載するように、PE3202に接続され得、PE320は、マルチモジュール構成に作用し、マルチモジュール配列を追跡し、マルチモジュール配列を最適化し、マルチモジュール配列を変換し、マルチモジュール配列を反転し、マルチモジュール配列との間で通信し得る。PE3202は、例えば、直列、並列などを含む電気的接続の様々な方法のうちの1つでPVモジュール又はマルチモジュール配列に接続され得る。マルチモジュール配列に接続されたPE3202は、配列内の各PVモジュールを別個に、及び/又は配列全体をともに制御し得る。モジュール又はマルチモジュールレベルで接続されたPE3202は、より粒度の細かいレベルで、例えば、個々のサブストリングごとに作用し得る。例えば、各サブストリングは、PVモジュール上に配設されたジャンクションボックス内の単一のPE3202に電気的に接続され得る。次いで、PE3202は、各サブストリングに離散的に作用するようにサブストリング間でスマートスイッチングすることによって、各サブストリングに作用することが可能であり得る。例えば、PE3202がモジュールからの生産の低減を検出した場合、不整合及び/又は低減されたサブストリングを決定するために、サブストリングを通して離散的に切り替えることが可能であり得る。次いで、PE3202は、例えば、低減されたサブストリングをバイパスすることによって、又はサブストリングを安全動作点に移動させることによって(例えば、低減されたPV発電機(例えば、PVセル、サブストリング)の逆方向バイアスが緩和されるか、又は実質的に排除されるような量の電流のみを引き出すことによって、不整合を緩和するように動作し得る。追加的又は代替的に、そのような態様では、PE3202は、全てのサブストリングを実質的に同時に対処及び/又は処理することが可能であり得る。次いで、PE3202は、その最大動作点が変化したかどうかを決定するために、バイパス又は低減されたサブストリングを周期的に検査し得る。PE3202は、PV発電機から負荷3402への電力を利用し得る。負荷3402は、例えば、グリッド、電化製品、バッテリなどを含み得る。 FIG. 34A illustrates an exemplary PV module and PV cell array circuit incorporating a PE3202 on the PV module or multi-module level. As described herein, a PV module comprises a PV cell array (eg, PV cell arrays 110, 1010, etc.) of multiple electrically connected substrings (eg, substring 102, distributed substrings 1002, etc.). ). The PV modules can then be connected to PEs 3202, which act on the PV modules, track the PV modules, optimize the PV modules, transform the PV modules, invert the PV modules, and can communicate with Additionally or alternatively, PV modules may be connected to other PV modules in one of a variety of electrical connection methods, such as series, parallel, series-parallel, TCT, for example. The multi-module array can then be connected to the PE 3202, as described herein, which operates on the multi-module configuration, tracks the multi-module array, optimizes the multi-module array, and processes the multi-module array. It can transform, invert multi-module arrays, and communicate with multi-module arrays. PEs 3202 may be connected to PV modules or multi-module arrays in one of a variety of ways of electrical connection, including, for example, series, parallel, and the like. A PE 3202 connected to a multi-module array can control each PV module in the array separately and/or the entire array together. PEs 3202 connected at a module or multi-module level may operate at a more granular level, eg, by individual substrings. For example, each substring may be electrically connected to a single PE 3202 within a junction box disposed on the PV module. The PE 3202 may then be able to act on each substring by smart switching between substrings to act on each substring discretely. For example, if PE 3202 detects a reduction in production from a module, it may be possible to discretely switch through substrings to determine mismatched and/or reduced substrings. The PE 3202 can then, for example, bypass the reduced substring or move the substring to a safe operating point (e.g., reverse the reduced PV generator (e.g., PV cell, substring)). It may operate to mitigate mismatch by drawing only an amount of current such that directional bias is mitigated or substantially eliminated.Additionally or alternatively, such aspects include: PE 3202 may be able to handle and/or process all substrings substantially simultaneously PE 3202 may then be bypassed or reduced to determine if its maximum operating point has changed. Substrings may be checked periodically PE 3202 may utilize power from PV generators to loads 3402. Loads 3402 may include, for example, grids, appliances, batteries, and the like.

本明細書に記載するように、いくつかの事例では、より粒度の細かいレベル、例えば、サブストリングレベル又はマルチサブストリングレベルでPE3202を接続することが有利であり得る。図34Bは、サブストリングレベル及びPVモジュール又はマルチPVモジュールレベルでPE3202を組み込んだ例示的なPVモジュール及びPVセルアレイ回路を図示する。図34Bを参照すると、各サブストリングは、専用PE3202を有し得る。例えば、PVモジュールは、電気的に並列に接続された6つのサブストリング(例えば、2行サブストリング102A、4行サブストリング102B、分散サブストリング1002、又はTCTサブストリング902)を有し得る。PVセルアレイ又はPVモジュール内の各サブストリング(例えば、サブストリング102A~102D)は、専用PE3202を有し得る。PE3202は、実質的に本明細書のPE3202に関連して記載するように、サブストリングに直接作用し得る(例えば、MPPT、制御、通信、DC-DC変換、反転など)。例えば、サブストリング(例えば、サブストリング102)内のPVセルが遮光され、「ホットスポット」である場合、特定のサブストリングに作用するPE3202は、遮光されたセルによって生み出される電流に一致するように電流を引き出すだけでよい。次いで、サブストリングレベルのPE3202を有するPVモジュールは、例えば、直列、並列、直並列、TCTなどの様々な電気的接続方法のうちの1つで追加のPVモジュールに接続され得る。次いで、マルチモジュール配列は、本明細書に記載するように、PE3202に接続され得、PE3202は、マルチモジュール配列に作用し、マルチモジュール配列を追跡し、マルチモジュール配列を最適化し、マルチモジュール配列を変換し、マルチモジュール配列を反転し、マルチモジュール配列との間で通信し得る。マルチモジュール配列に接続されたPE3202は、配列内の各PVモジュールを別々に、及び/又は配列全体をともに制御し得る。PE3202は、PV発電機から負荷3402への電力を利用し得る。負荷3402は、例えば、グリッド、電化製品、バッテリなどを含み得る。追加的又は代替的に、PVモジュールは、追加的なPVモジュールに接続される前に、追加的なPE3202に接続され得る。PE3202は、実質的に本明細書のPE3202に関連して記載したように、PVモジュールに作用し得る(例えば、MPPT、制御、通信、DC-DC変換、反転など)。PVモジュールレベルで接続されたそのようなPE3202は、モジュール全体(例えば、全てのサブストリング102の電力)又はより粒度の細かいレベル(例えば、サブストリング、例えば、2行サブストリング102A、4行サブストリング102B、分散サブストリング1002、又はTCTサブストリング902)で動作し得る。例えば、サブストリング102Aに直接接続されたPE3202は、サブストリング102Aに対してMPPTを実現し得る。次いで、PVモジュールに接続されたPE3202は、追加的に、PVモジュールレベルでMPPTを実現し、モジュールの電力を反転させ、電力をDC-DC変換し、データを通信し、電力を反転させるなどし得る。次いで、電力は、PVモジュールから直接、又はPVモジュールに接続されたPE3202からのいずれかで、負荷3402(例えば、グリッド、電化製品、バッテリなど)に利用可能にされ得る。追加的又は代替的に、負荷3402に利用可能にする前に、電力を更に処理及び/又は利用することが有利であり得る。 As described herein, in some cases it may be advantageous to connect PEs 3202 at a finer granularity level, eg, substring level or multi-substring level. FIG. 34B illustrates an exemplary PV module and PV cell array circuit incorporating PE3202 at the substring level and PV module or multi-PV module level. Referring to FIG. 34B, each substring may have a dedicated PE 3202. For example, a PV module may have six substrings electrically connected in parallel (eg, two-row substring 102A, four-row substring 102B, distributed substring 1002, or TCT substring 902). Each substring (eg, substrings 102A-102D) within a PV cell array or PV module may have a dedicated PE 3202 . PE 3202 may operate directly on substrings (eg, MPPT, control, communication, DC-DC conversion, inversion, etc.) substantially as described in connection with PE 3202 herein. For example, if a PV cell within a substring (e.g., substring 102) is shaded and is a "hot spot," the PE 3202 acting on that particular substring may be adjusted to match the current produced by the shaded cell. Just draw the current. PV modules with sub-string level PEs 3202 may then be connected to additional PV modules in one of a variety of electrical connection methods such as, for example, series, parallel, series-parallel, TCT. The multi-module array can then be connected to a PE 3202, as described herein, that operates on the multi-module array, tracks the multi-module array, optimizes the multi-module array, and processes the multi-module array. It can transform, invert multi-module arrays, and communicate with multi-module arrays. A PE 3202 connected to a multi-module array can control each PV module in the array separately and/or the entire array together. PE 3202 may utilize power from PV generators to loads 3402 . Loads 3402 may include, for example, grids, appliances, batteries, and the like. Additionally or alternatively, the PV modules may be connected to additional PEs 3202 before being connected to the additional PV modules. PE 3202 may operate on PV modules (eg, MPPT, control, communication, DC-DC conversion, inversion, etc.) substantially as described with respect to PE 3202 herein. Such PEs 3202 connected at the PV module level can be either the entire module (e.g., power of all substrings 102) or a more granular level (e.g., substrings, e.g., 2-row substring 102A, 4-row substring 102B, distributed substring 1002, or TCT substring 902). For example, PE 3202 directly connected to substring 102A may implement MPPT for substring 102A. The PE 3202 connected to the PV modules then additionally implements MPPT at the PV module level, inverts module power, DC-DC converts power, communicates data, inverts power, etc. obtain. Power may then be made available to the load 3402 (eg, grid, appliance, battery, etc.) either directly from the PV module or from the PE 3202 connected to the PV module. Additionally or alternatively, it may be advantageous to further process and/or utilize the power before making it available to load 3402 .

いくつかの代替的な実施例が、本明細書において記載及び図示されてきた。当業者であれば、個々の態様の特徴、並びに構成要素の可能な組み合わせ及び変形を理解するであろう。当業者であれば、例示的な構成のいずれも、本明細書に開示される他の例示的な構成との任意の組み合わせで提供され得ることを更に理解するであろう。したがって、本実施例及び態様は、全ての態様において、限定ではなく実施例として見なされるべきであり、本発明は、本明細書で与えられる詳細に限定されるべきではない。本明細書で使用される「頂部」、「底部」、「左」、「右」、「前」、「後」、「外向き」、「内向き」、「最左」、「最右」、「上向き」、「下向き」などの用語は、例示のみを目的とした相対的な用語であり、本開示の範囲を限定するものではない。加えて、「行」などの用語は、水平配向のみに限定されるべきではなく、垂直配向(例えば、例示的配向及び/又は構成が回転される場合)を含むと理解され得る。同様に、「列」などの用語は、垂直配向のみに限定されるべきではなく、水平配向(例えば、配向及び/又は構成が回転される場合)を含むと理解され得る。本明細書におけるいかなるものも、本発明の範囲によって明示的に特定されない限り、本開示の範囲内に入るために構造の特定の三次元配向を必要とすると解釈されるべきではない。本明細書で使用するときに、「複数」という用語は、離接的又は結合的のいずれにせよ、必要に応じて、無限数までの、1よりも大きい任意の数を示す。したがって、特定の実施例を図示及び記載してきたが、本開示の趣旨から著しく逸脱することなく多数の修正が想起され、保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。 Several alternative embodiments have been described and illustrated herein. Those skilled in the art will appreciate the features of the individual embodiments and the possible combinations and variations of the components. Those skilled in the art will further appreciate that any of the exemplary configurations can be provided in any combination with other exemplary configurations disclosed herein. Accordingly, the examples and aspects are to be considered, in all aspects, as illustrative rather than restrictive, and the invention should not be limited to the details given herein. As used herein, "top", "bottom", "left", "right", "front", "back", "outward", "inward", "leftmost", "rightmost" , “upward,” “downward,” etc. are relative terms for purposes of illustration only and do not limit the scope of the present disclosure. Additionally, terms such as "row" should not be limited to horizontal orientations only, but may be understood to include vertical orientations (eg, where exemplary orientations and/or configurations are rotated). Similarly, terms such as "column" should not be limited to vertical orientations only, but may be understood to include horizontal orientations (eg, where the orientation and/or configuration is rotated). Nothing in this specification should be construed as requiring a particular three-dimensional orientation of structures to fall within the scope of the present disclosure, unless expressly specified by the scope of the present invention. As used herein, the term "plurality", whether disjunctive or associative, refers to any number greater than one, up to infinity, where appropriate. Thus, while specific embodiments have been illustrated and described, numerous modifications can be envisioned without departing significantly from the spirit of the disclosure, and the scope of protection is limited only by the scope of the appended claims.

Claims (20)

装置であって、
入力端子及び出力端子を備える電力デバイスと、
ジャンクションボックスであって、
導電性コンタクトと、
光起電力モジュールの表面に取り付けられるように機械的に構成されたジャンクションボックスハウジングと、を備える、ジャンクションボックスと、
前記導電性コンタクトに一体的に結合され、前記ジャンクションボックスハウジングから延在し、かつ前記入力端子に一体的に結合された入力導体と、
前記出力端子と出力コネクタとの間に結合された出力導体と、を備える、装置。
a device,
a power device comprising an input terminal and an output terminal;
a junction box,
a conductive contact;
a junction box comprising a junction box housing mechanically configured to attach to a surface of a photovoltaic module;
input conductors integrally coupled to the conductive contacts, extending from the junction box housing and integrally coupled to the input terminals;
and an output conductor coupled between the output terminal and an output connector.
前記ジャンクションボックスハウジングは、前記光起電力モジュールの光起電力セルの少なくとも一部分に結合された光起電力セル導体を受容するように構成された開口部を備える、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of Claim 1, wherein said junction box housing comprises an opening configured to receive a photovoltaic cell conductor coupled to at least a portion of a photovoltaic cell of said photovoltaic module. 前記光起電力モジュールを更に備え、前記光起電力モジュールの光起電力セルの少なくとも一部分は、前記ジャンクションボックスの前記導電性コンタクトに接続されている、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, further comprising said photovoltaic module, wherein at least a portion of the photovoltaic cells of said photovoltaic module are connected to said conductive contacts of said junction box. 前記入力導体は、
前記導電性コンタクトにはんだ付けされているか、
前記導電性コンタクトに螺合されているか、又は
前記導電性コンタクトに圧着されているか、のうちの少なくとも1つであることによって、前記導電性コンタクトに一体的に結合されている、請求項1に記載の装置。
The input conductor is
soldered to said conductive contacts;
integrally coupled to said conductive contact by at least one of being threaded onto said conductive contact or crimped onto said conductive contact. Apparatus as described.
前記入力導体は、
前記入力端子にはんだ付けされているか、
前記入力端子に螺合されているか、又は
前記入力端子に圧着されているか、のうちの少なくとも1つによって、前記入力端子に一体的に結合されている、請求項1に記載の装置。
The input conductor is
is soldered to the input terminal;
2. The device of claim 1 integrally coupled to said input terminal by at least one of: being threaded onto said input terminal; or being crimped onto said input terminal.
前記出力導体は、前記出力端子に一体的に接続されている、請求項1に記載の装置。 2. The device of claim 1, wherein said output conductor is integrally connected to said output terminal. 前記入力導体は、第1のタイプの金属で作られ、前記出力導体は、前記第1のタイプの金属とは異なる第2のタイプの金属で作られている、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein said input conductors are made of a first type of metal and said output conductors are made of a second type of metal different from said first type of metal. 前記入力導体は銅で作られ、前記出力導体はアルミニウムで作られている、請求項7に記載の装置。 8. The apparatus of claim 7, wherein said input conductors are made of copper and said output conductors are made of aluminum. 前記入力導体は、前記入力導体を切断し、前記導電性コンタクトに結合されたままである前記入力導体の残りの部分に交換電力デバイスを接続するのに十分な長さである、請求項1に記載の装置。 2. The input conductor of claim 1, wherein the input conductor is of sufficient length to disconnect the input conductor and connect a switched power device to the remaining portion of the input conductor that remains coupled to the conductive contact. device. 前記入力導体は、長さが少なくとも1.5インチである、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein said input conductor is at least 1.5 inches long. 前記入力導体は、長さが少なくとも2インチである、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of claim 1, wherein said input conductor is at least 2 inches long. 前記電力デバイスは、前記光起電力モジュールの表面に取り付けられるように機械的に構成されている、請求項1に記載の装置。 3. The apparatus of Claim 1, wherein the power device is mechanically configured to be attached to a surface of the photovoltaic module. 前記電力デバイスは、前記光起電力モジュールのフレームに取り付けられるように機械的に構成されている、請求項1に記載の装置。 2. The apparatus of Claim 1, wherein the power device is mechanically configured to be attached to a frame of the photovoltaic module. 前記電力デバイスは、
開放可能なカートリッジ本体と、
取り外し可能な電力デバイスエレクトロニクスと、を備え、
前記取り外し可能な電力デバイスエレクトロニクスは、前記開放可能なカートリッジ本体内で取り外され、かつ交換され得る、請求項1に記載の装置。
The power device is
an openable cartridge body;
with removable power device electronics;
2. The apparatus of claim 1, wherein the removable power device electronics can be removed and replaced within the openable cartridge body.
前記ジャンクションボックスハウジングは、前記光起電力モジュールの非導電性表面に取り付けられるように機械的に構成されている、請求項1に記載の装置。 3. The apparatus of Claim 1, wherein the junction box housing is mechanically configured to attach to a non-conductive surface of the photovoltaic module. 装置であって、
光起電力モジュールによって生み出される電力に影響を与えるように構成された電力デバイスであって、前記電力デバイスは、
第1の入力端子と、
第2の入力端子と、
第1の出力端子と、
第2の出力端子と、
2つのみの着脱可能なコネクタと、を備える、電力デバイスを備える、装置。
a device,
A power device configured to affect power generated by a photovoltaic module, said power device comprising:
a first input terminal;
a second input terminal;
a first output terminal;
a second output terminal;
An apparatus comprising a power device comprising only two detachable connectors.
第1のコンタクト及び第2のコンタクトを備える光起電力モジュールに取り付けられるように機械的に構成されたジャンクションボックスと、
前記第1の入力端子及び前記第1のコンタクトに結合された第1の入力導体と、
前記第2の入力端子及び前記第2のコンタクトに結合された第2の入力導体と、
前記第1の出力端子及び第1の着脱可能なコネクタに結合された第1の出力導体と、
前記第2の出力端子及び第2の着脱可能なコネクタに結合された第2の出力導体と、を更に備える、請求項16に記載の装置。
a junction box mechanically configured to attach to a photovoltaic module comprising a first contact and a second contact;
a first input conductor coupled to the first input terminal and the first contact;
a second input conductor coupled to the second input terminal and the second contact;
a first output conductor coupled to the first output terminal and a first removable connector;
17. The apparatus of claim 16, further comprising a second output conductor coupled to said second output terminal and a second removable connector.
前記第1の入力導体は、前記第1の入力端子及び第1のコンタクトに結合されており、前記第2の入力導体は、
はんだ付けされているか、
螺合されているか、又は
圧着されているか、のうちの少なくとも1つであることによって、前記第2の入力端子及び第2のコンタクトに結合されている、請求項17に記載の装置。
The first input conductor is coupled to the first input terminal and a first contact, and the second input conductor comprises:
soldered or
18. The device of claim 17, coupled to the second input terminal and second contact by at least one of being threaded or crimped.
前記第1の出力導体は、前記第1の出力端子に結合されており、前記第2の出力導体は、
はんだ付けされているか、
螺合されているか、又は
圧着されているか、のうちの少なくとも1つであることによって、前記第2の出力端子に結合されている、請求項17に記載の装置。
The first output conductor is coupled to the first output terminal, and the second output conductor is:
soldered or
18. The device of claim 17, coupled to the second output terminal by at least one of being threaded or crimped.
前記第1の入力導体及び前記第2の入力導体は、長さが少なくとも2インチである、請求項17に記載の装置。 18. The apparatus of claim 17, wherein said first input conductor and said second input conductor are at least 2 inches in length.
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